Les scientifiques démontrent 3D 'bio

9 juin 2023

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par University College de Londres

Des scientifiques du NIHR Great Ormond Street Hospital Biomedical Research Center (une collaboration entre le GOSH et l'UCL), à Londres, et l'Université de Padoue, en Italie, ont montré pour la première fois comment l'impression 3D peut être réalisée à l'intérieur de "mini-organes" poussant dans des hydrogels - contrôlant leur forme, leur activité et même forçant les tissus à se développer en "moules".

Cela peut aider les équipes à étudier les cellules et les organes avec plus de précision, à créer des modèles réalistes d'organes et de maladies et à mieux comprendre comment le cancer se propage à travers différents tissus.

Un domaine de recherche particulièrement prometteur au Zayed Center for Research (un partenariat entre le Great Ormond Street Hospital (GOSH), le GOSH Charity et l'University College London Great Ormond Street Institute of Child Health (UCL GOS ICH)) est la science organoïde - la création de micro-versions d'organes comme l'estomac, les intestins et les poumons.

Mais ce tissu se développe presque toujours de manière incontrôlée et ne représente pas la structure complexe des organes naturels. Ceci est particulièrement important car la forme et la structure d'un organe sont aussi cruciales que sa composition cellulaire - dans l'estomac, ou les poumons et le cœur, par exemple.

Cette recherche montre comment les scientifiques peuvent créer des structures solides dans un gel préexistant pour solidifier des modèles spécifiques en temps réel, guidant les organoïdes se développant dans le gel dans une structure particulière en utilisant la lumière d'un microscope à haute spécification. Cela signifie que toute cellule du mini-organe en croissance ou des organoïdes entiers se développera de manière spécifique et précise.

L'article, publié dans Nature Communications, montre comment l'équipe espère recréer et étudier ce qui arrive à la fonction d'un organe lorsqu'il ne se développe pas correctement, par exemple dans de nombreuses malformations qui se développent au début de la grossesse.

L'équipe espère que cette recherche permettra de créer de meilleurs modèles de maladie, ce qui signifie que leurs études sont plus fiables, les résultats sont de meilleure qualité et le besoin de recherche animale est un jour réduit. Les travaux pourraient également mener à un traitement grâce à l'administration de « patchs » biologiquement précis dans des organes vivants.

Exemples d'utilisations "d'impression":

Le Dr Giovanni Giobbe de l'UCL GOS ICH, co-auteur principal de la recherche, a déclaré : "C'est incroyable de voir ces structures précises commencer à se former sous nos yeux grâce à nos ajustements minimes mais minutieux du gel polymère. Nous sommes vraiment ravis de voir où cela peut nous mener dans la compréhension de la maladie humaine et, un jour, du traitement."

Le Dr Anna Urciuolo de l'Université de Padoue et responsable du laboratoire d'ingénierie neuromusculaire de l'Institut de recherche pédiatrique a déclaré : "Ce travail est un exemple des progrès de l'approche multidisciplinaire qui explose dans la recherche biomédicale. La capacité de reproduire des modèles d'organes en laboratoire et le développement de technologies qui aident les scientifiques à récapituler les tissus sains et malades et la complexité des organes sur le banc sont le début de la façon dont la médecine translationnelle changera dans le futur prochain/"

Le professeur Paolo De Coppi, chirurgien pédiatrique au GOSH, professeur de chirurgie pédiatrique à l'UCL GOS ICH et co-responsable du thème de l'ingénierie tissulaire et de la médecine régénérative au NIHR GOSH BRC a déclaré : « Ce travail est un excellent exemple de la manière dont nous pouvons rassembler des équipes interdisciplinaires et internationales pour améliorer notre recherche et bénéficier aux patients.

« Les équipes du GOSH et de l'UCL qui se spécialisent dans la recherche sur les organoïdes au Royaume-Uni, en collaboration avec des équipes italiennes spécialisées dans la conception et l'application de l'impression sur gel, sont ce qui a permis à cette incroyable et magnifique recherche de se concrétiser. Cela aura des implications pour la recherche en laboratoire afin d'améliorer notre compréhension de la maladie, mais pourrait également conduire à des utilisations et des traitements en milieu hospitalier.

Les prochaines étapes de ce travail consisteront à étudier ces mini-organes contrôlés, moulés et dirigés afin de mieux comprendre comment ils peuvent imiter des organes et des conditions réels dans le corps.

Plus d'information: Anna Urciuolo et al, Bioimpression en direct d'hydrogel dans l'hydrogel pour guider et contrôler les organoïdes et les cultures organotypiques, Nature Communications (2023). DOI : 10.1038/s41467-023-37953-4

Informations sur la revue :Communication Nature

Fourni par University College London