Les vaisseaux sanguins cultivés en laboratoire en seulement cinq jours pourraient rapidement empêcher les dommages tissulaires qui peuvent survenir après un accident
Un organoïde vasculaire humain généré à partir de cellules souches
De minuscules boules de vaisseaux sanguins cultivés en laboratoire ont aidé à restaurer le flux sanguin vers les tissus blessés chez la souris, minimisant la nécrose. Cette approche pourrait un jour être utilisée pour réduire certains des dommages causés par les accidents ou les caillots sanguins.
Les chercheurs ont déjà fait des touffes de vaisseaux sanguins cultivés en laboratoire, appelés organoïdes, en immergeant les cellules souches humaines dans un cocktail de produits chimiques. Mais cette approche prend quelques semaines et produit souvent des vaisseaux qui imitent mal ceux du corps, explique Juan Melero-Martin à l'Université Harvard.
Dans une approche alternative, Melero-Martin et ses collègues génétiquement modifiés des cellules souches humaines qui ont été fabriquées en reprogrammant les cellules cutanées. Ils ont donné aux cellules souches une séquence génétique qui les fait se développer en vaisseaux sanguins en présence de la doxycycline antibiotique. «Nous avons réussi à obtenir des organes de vaisseau sanguin en seulement cinq jours», explique Melero-Martin. Les vaisseaux avaient également des niveaux d'activité de protéines et de gènes très similaires à ceux trouvés dans le corps humain, dit-il.
Pour tester si leurs organoïdes pouvaient traiter les tissus blessés, les chercheurs ont coupé chirurgicalement l'approvisionnement en sang à une jambe de plusieurs souris, il était donc inférieur à 10% des niveaux normaux. Une heure plus tard, ils ont implanté 1000 organoïdes sur chacun des sites de blessures.
Lors de l'imagerie des souris deux semaines plus tard, l'équipe a constaté que les vaisseaux sanguins implantés avaient fusionné avec ceux déjà chez les animaux, rétablissant l'approvisionnement en sang à 50% des niveaux normaux – une quantité substantielle, explique Oscar Abilez à l'Université de Stanford en Californie. « Par exemple, dans une situation de crise cardiaque, si vous pouvez restaurer autant de flux sanguin vers les tissus, en temps raisonnable, cela serait significatif pour réduire les dommages tissulaires. »
Après le traitement, environ 75% des animaux avaient un niveau minimal de tissu mort, explique Melero-Martin. Parmi ceux qui ont été blessés et non donnés par les vaisseaux sanguins implantés, la plupart des tissus des jambes sont morts chez environ 90% des individus.
Dans une autre expérience, les chercheurs ont utilisé les organoïdes pour traiter les souris par diabète de type 1, où les dommages au pancréas font que la glycémie devient trop élevée. Ils ont constaté que l'implantation des organoïdes dans les souris le long des transplantations du tissu pancréatique a considérablement amélioré leur contrôle de la glycémie, par rapport au tissu pancréatique de transplantation seul.
Mais d'autres études sur des animaux plus importants tels que les porcs sont nécessaires avant que l'approche puisse être testée chez les personnes, explique Abilez. Melero-Martin dit que l'équipe espère le faire, ajoutant que les études humaines pourraient avoir lieu de manière réaliste dans les cinq ans.
En plus de traiter les lésions tissulaires, les résultats pourraient aider le développement de mini-organes cultivés en laboratoire qui imitent mieux ce qui se passe dans le corps ou même les mini-tumurons que les scientifiques peuvent étudier et tester les traitements dans le laboratoire.
«Jusqu'à récemment, ces organoïdes ne peuvent atteindre qu'une certaine taille, car ils n'ont pas de vaisseaux sanguins – donc, après une certaine taille, quelques millimètres, ils commencent à mourir», explique Abilez. «Cette étude offre un moyen d'ajouter des vaisseaux sanguins à ces organoïdes afin qu'ils représentent mieux la physiologie d'un humain et soient plus utiles pour développer des traitements.»
