Un intestin parfaitement fonctionnel a été entièrement reconstitué à partir de cellules souches pluripotentes humaines. Ces travaux menés par des chercheurs du Centre médical de l'hôpital pour enfants de Cincinnati et de l’Inserm sont parus le 21 novembre dans Nature Medicine.
L’intestin est surnommé « le second cerveau » au vu de son importance et du fait qu’il possède son propre système nerveux qui contrôle de nombreuses fonctions. Les perturbations de ce système sont à l’origine de plusieurs pathologies dont des occlusions intestinales. Afin de mettre au point un modèle biologique permettant d’étudier ces dysfonctionnements, les scientifiques ont développé cette approche d’ingénierie tissulaire via des cellules souches.
La difficulté : la création du système nerveux entérique
L’équipe a tout d'abord commencé par mettre les cellules souches en contact avec des molécules pour pousser leur différenciation en tissu intestinal. Un procédé similaire avait d’ores et déjà été employé en 2010 et en 2014 par ce laboratoire afin de reconstituer la première génération de tissus de l’intestin humain. Mais cette fois-ci le défi était de recréer un intestin capable d’absorber les nutriments comme d’évacuer les déchets. Il fallait donc doter ces tissus intestinaux d’un système nerveux ! Il a donc fallu créer des cellules de la crête neurale (cellules nerveuses au stade embryonnaire). Ces dernières ont ensuite été manipulées pour se transformer en précurseurs de cellules nerveuses entériques. En effet, « la difficulté de cette étape était d’identifier comment et quand incorporer les cellules de la crête neurale dans l’intestin », souligne Maxime Mahé, chercheur de l’Inserm et coauteur principal de l’étude. Enfin, la co-culture des tissus intestinaux et des cellules précurseurs de système nerveux a pu engendrer une sorte d’intestin fœtal en développement.
Les « organoïdes » intestinaux générés par ces expériences ont, par la suite, été transplantés à des souris dépourvues de système immunitaire. Le but de cette démarche était d’observer l’évolution et les fonctionnalités des tissus in vivo. Ceux-ci s’avéraient structurés de manière analogue à un intestin humain et fonctionnaient parfaitement. Ils traitaient les nutriments et présentaient une motricité similaire au péristaltisme.
Les premières applications
Face à ces résultats encourageants, les chercheurs ont utilisé cette technologie pour étudier la maladie de Hirschsprung, une pathologie rare où le rectum et le côlon ne développent pas de système nerveux, ce qui provoque des constipations et des occlusions intestinales. Ils se sont penchés en particulier sur une forme létale de cette maladie due à une mutation du gène PHOX2B. Leurs tests, autant in vitro que sur les souris, ont démontré que cette altération génétique engendre des changements néfastes importants dans les tissus intestinaux innervés.
Ainsi, cette découverte va apporter de grandes perspectives de recherche. Elle permettra d’analyser et de modéliser plusieurs troubles intestinaux via ce tissu humain tridimensionnel et ce, avec des cellules spécifiques de patient. En outre, de nouvelles thérapies pourront être d’abord testées sur cet intestin artificiel avant les essais cliniques sur l’Homme. Maxime Mahé va même plus loin : « Il s’agit encore des prémices de cette technologie mais une perspective de médecine régénératrice et personnalisée est envisageable, notamment en vue de la transplantation d’un intestin spécifique à chaque patient ».
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