Les chercheurs ont modifié les tissus organiques existants pour créer un côlon miniature en trois dimensions avec des cellules immunitaires, ce qui pourrait aider à développer des traitements personnalisés pour les maladies liées au côlon telles que les maladies inflammatoires de l'intestin et le cancer.
L’étude des organes sains et de leurs états pathologiques est essentielle à notre compréhension et au développement de traitements nouveaux et efficaces. Des organes tridimensionnels miniatures, ou organoïdes, peuvent être utilisés pour étudier les mécanismes pathologiques dans des tissus qui ressemblent beaucoup aux tissus réels. Cependant, il manque à de nombreux tissus organiques un élément important que possèdent la plupart des organes : un lien avec le système immunitaire.
Aujourd'hui, des chercheurs du Hollins Cancer Center de l'Université médicale de Caroline du Sud, en collaboration avec le centre médical de l'hôpital pour enfants de Cincinnati, ont résolu ce problème en développant un organoïde du côlon doté de cellules immunitaires.
"Nous pensons que ce nouveau modèle est important car la plupart des maladies gastro-intestinales impliquent le système immunitaire et l'inflammation."
Une population diversifiée de cellules immunitaires existe dans le tractus gastro-intestinal. La plupart des maladies intestinales, en particulier les maladies inflammatoires de l’intestin (MII), impliquent le système immunitaire. Il est donc important d’obtenir ces cellules lors de recherches.
Les chercheurs ont dirigé les cellules souches pluripotentes humaines (hPSC) pour se différencier en tissus d'organes du côlon humain. Ces cellules s'auto-organisent en couches similaires au tissu intestinal natif et développent ensemble une variété de cellules immunitaires, notamment des cellules hématopoïétiques de type endothélial qui donnent naissance à des macrophages fonctionnels. Les macrophages sont des cellules immunitaires spécialisées qui détectent et répondent aux agents pathogènes en plus de déclencher, d'entretenir et d'éliminer l'inflammation.
"Il est important de noter que ces cellules immunitaires sont presque identiques à celles trouvées chez l'homme et sont capables de détecter les bactéries pathogènes et de les éliminer", a déclaré James Wells, auteur correspondant de l'étude. "Il s'agit d'une étape importante pour la recherche visant à identifier de futurs traitements contre les maladies intestinales et d'autres affections affectant le tractus gastro-intestinal."
Les chercheurs affirment que leur mini-côlon est plus proche du côlon humain.
"Ils (les tissus organiques) contiennent non seulement la muqueuse du côlon, mais également des cellules de soutien et même certaines cellules immunitaires qui se développent avec d'autres tissus du côlon", a déclaré le Dr Jorge Munera. "Nous avons créé un système organoïde humain plus complet qui peut être utilisé pour modéliser l'inflammation du côlon."
Les chercheurs pensent qu’avec un développement plus poussé, leurs nouveaux organoïdes pourraient être utilisés pour aider à personnaliser les traitements des maladies du côlon. Par exemple, ces organoïdes pourraient être générés à partir du sang de patients atteints d’une MII à un stade précoce et utilisés pour vérifier si les traitements fonctionnent avant de les appliquer.
La recherche a été publiée dans la revue CellStemCell.