Les scientifiques génèrent des organoïdes rénaux dotés d’un système vasculaire complexe

Une étude menée par l'Institut de bio-ingénierie de Catalogne (IBEC) décrit une nouvelle approche pour produire des mini-reins en laboratoire qui imitent un système vasculaire complexe, similaire dans certaines caractéristiques à ceux des reins humains. Ces « asembloïdes » sont créés en combinant des organoïdes rénaux 3D avec des organoïdes endothéliaux.

Les organoïdes sont des structures tridimensionnelles cultivées in vitro qui imitent le fonctionnement des organes et constituent un outil prometteur pour la modélisation des maladies et le dépistage des médicaments. Cependant, ces petits organes manquent souvent de système nerveux, immunitaire ou vasculaire en raison de leur complexité.

Reproduire en laboratoire le système vasculaire complexe du rein, un tissu hautement perfusé, constitue un défi pour les scientifiques depuis plus d’une décennie. Maintenant, un article publié dans Matériaux avancésdécrit une approche qui n'a jamais été essayée auparavant :

“Nous avons assemblé des organoïdes rénaux avec des organoïdes vasculaires. Pour mener à bien ce processus, il est essentiel d'identifier le moment idéal pour les joindre, en tenant compte du stade de développement de chaque organoïde”, explique Núria Montserrat Pulido, professeur de recherche à l'ICREA, chercheuse principale. à l'IBEC et responsable de l'étude.

“Lorsque ces deux types d'organoïdes sont ensemble, ils démarrent un processus d'interaction en seulement trois heures. Le résultat de ce processus est vraiment spectaculaire”, dit-elle.

Ces résultats fournissent non seulement des informations précieuses sur le développement des organoïdes rénaux, mais jettent également les bases du développement de nouvelles méthodes pour vasculariser ces organoïdes. Cela pourrait avoir des applications dans la transplantation d'organoïdes en milieu clinique et dans l'étude du dysfonctionnement vasculaire dans les maladies humaines.

“Nous avons besoin d'avoir ce système vasculaire dans nos organoïdes si nous voulons modéliser des pathologies systémiques qui affectent le rein par la circulation sanguine, comme une maladie auto-immune ou le diabète, par exemple. Nous pensons également que l'approche que nous avons utilisée dans cette étude pourrait également être appliqué à d'autres modèles d'organoïdes”, explique Elena Garreta Bahima, chercheuse dans le groupe de Montserrat à l'IBEC et première auteure de l'étude.

La prochaine étape, dit Montserrat, sera d'introduire ces organoïdes vascularisés sur une puce microfluidique pour pouvoir mener des études encore plus spécialisées afin d'imiter les conditions qui surviennent dans des maladies complexes ainsi que de permettre une connexion vasculaire avec d'autres organoïdes, comme comme organoïdes cardiaques, travaux actuellement menés au laboratoire de l'IBEC.

Impression avec des cellules

Dans des études précédentes, l’équipe avait constaté que les organoïdes rénaux qu’ils avaient créés contenaient un composant vasculaire : des cellules endothéliales, les cellules qui finissent par former des vaisseaux sanguins. En utilisant du tissu rénal porcin ou humain, ils ont créé un hydrogel biocompatible qui pourrait être utilisé comme encre d’impression 3D.

Sur cette base, ils ont décidé de simplifier le système pour le rendre plus accessible et plus économique. Parmi toutes les protéines qui composent l'hydrogel, ils ont choisi le collagène I, l'une des protéines les plus abondantes dans la matrice extracellulaire du tissu rénal, et ont généré un gel biocompatible avec lequel valider leurs résultats expérimentaux.

Ce travail représente une étape importante dans le domaine des thérapies émergentes et avancées, l'un des domaines de recherche clés de l'IBEC. Ces thérapies sont des traitements médicaux innovants qui utilisent des technologies de pointe pour traiter des maladies et affections complexes.

L'étude a également réuni des chercheurs d'autres centres faisant partie de la Plateforme nationale de biomodèles et de biobanques de l'Institut de santé Carlos III (PISCIII-BB), soulignant l'importance de la collaboration en réseau dans la définition de solutions biomédicales basées sur la bio-ingénierie.

Cette plateforme, coordonnée par Núria Montserrat, directrice adjointe des initiatives de traduction clinique à l'IBEC, fournit des services scientifiques et technologiques de haut niveau en intégrant et en coordonnant les activités de toutes ses unités en réponse aux besoins du système national de santé, en plus de gérer plus de 500 000 échantillons biologiques et données cliniques associées.

Outre l'IBEC, le Centre de Recherche Médicale Appliquée (CIMA) de l'Université de Navarre, l'Institut de Recherche Biomédicale de La Corogne (INIBIC), le Centre Technologique Leartiker (Pays Basque), l'Hôpital Clínic de Barcelone et le Gregorio Marañón L'Hôpital Universitaire Général (Madrid) a participé à l'étude.

Fourni par l'Institut de bio-ingénierie de Catalogne (IBEC)