La culture d’organoïdes offre « un nouveau banc d'essai » à la recherche médicale et au développement thérapeutique. Ces organes miniatures » en 3D, à base de cultures cellulaires, apparaissent aujourd'hui comme une opportunité d'avenir pour une recherche médicale plus écoresponsable, que ce soit sur les processus de croissance, de régénération, de réparation et de fonctionnement des organes ou sur le développement des maladies.
Les organoïdes sont des structures tridimensionnelles miniatures, fruits de l’ingénierie cellulaire et tissulaire, qui visent à reproduire des caractéristiques spécifiques d'un organe ou d'un tissu spécifique. Intermédiaires entre les lignées cellulaires (in vitro) et les modèles animaux (in vivo), ils constituent de précieux modèles d’étude pour comprendre les mécanismes de développement et de réparation des tissus humains mais peuvent aussi être utilisés dans le diagnostic, la modélisation de maladies, la découverte de médicaments et la médecine personnalisée.
Dérivés de cellules souches pluripotentes ou de cellules progénitrices ou déjà différenciées de tissus sains ou malades, ces organoïdes présentent 3 grands avantages pour la recherche en biologie et en médecine : ils permettent de réduire les expériences sur l’animal, de reproduire la dynamique cellulaire ou d’un organe dans son ensemble et de pouvoir être conservés par cryogénie.
De nombreux types d’organoïdes ont été développés, dont des organoïdes d’îlots pancréatiques pour la recherche sur le diabète, de muscle cardiaque, d’intestin, de foie, de différents types de tumeurs…Les applications sont nombreuses, dont en médecine régénérative et pour les xénogreffes, le développement et les tests de nouveaux médicaments, la recherche de nouveaux biomarqueurs de diagnostic, le développement de traitements de précision et les thérapies cellulaires.
Les organoïdes, des modèles de recherche plus durables
La culture d'organoïdes humains réunit plusieurs des critères d’une pratique de santé plus responsable :
- les organoïdes fournissent des résultats plus rapides et plus robustes, sont plus facilement accessibles ;
- ils fournissent à la fois une représentation plus précise des tissus humains et permettent de disposer d'une plus grande quantité de matériel d’étude que les modèles animaux ;
- leurs caractéristiques génétiques peuvent être manipulées plus facilement ;
- le délai de développement d’une plateforme de recherche sur organoïde est également plus rapide que pour les études précliniques : une culture organoïde humaine peut être réalisée en quelques semaines ou quelques mois avec un taux de réussite élevé, favorisant ainsi l'utilisation d'organoïdes dérivés de patients ;
- la manipulation des organoïdes est documentée comme également relativement facile, les chercheurs pouvant gérer un grand nombre de lignées organoïdes en même temps;
- enfin, les organoïdes peuvent être stockés pour constituer ainsi de précieuses bases de données réutilisables.
Mais là encore des limites éthiques : les quelques études sur le sujet se concentrent principalement sur les organoïdes cérébraux, qui induisent des préoccupations éthiques spécifiques, compte tenu de la possibilité qu'ils puissent être éventuellement dotés de propriétés cognitives…
Les questions posées concernent essentiellement la dignité : « l'organoïde conserve-t-il la dignité associée au donneur de ses cellules sources, à un degré quelconque ? Si oui, comment la société pourrait-elle protéger la dignité et l'intégrité de cet amas de cellules ?
L'organoïde cérébral peut-il ressentir de la douleur ?
Peut-on utiliser les organoïdes de manière mécaniste sans avoir soi-même conscience de leur état de conscience ? ».
Plus largement, et quels que soient les types d’organoïdes, quelles sont les implications des donneurs pour les caractéristiques des organoïdes et les biais résultants ? En particulier, si on utilisait des organoïdes cérébraux pour développer des interfaces homme- machine, certains d’entre eux ne pourraient-ils pas être plus rapides, plus efficaces et plus puissants ?
Sources :
- Nature Reviews Methods Primers 2022 DOI: 10.1038/s43586-022-00174-y Organoids
- Nature Reviews Genetics 2018 DOI : 10.1038/s41576-018-0051-9 Progress and potential in organoid research
- Frontiers and Cell and Developmental Biology 2021 DOI : 10.3389/fcell.2021.740574 Research Progress, Challenges, and Breakthroughs of Organoids as Disease Models
- Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 2017 DOI : 10.1097/MPG.0000000000001411 Intestinal Organoids: New frontiers in the study of intestinal disease and physiology
- Stem Cell Research and Therapy 2022 DOI: 10.1186/s13287-022-02950-9 Organoids: a systematic review of ethical issues
- Frontiers 2023 Organoid intelligence: society must engage in the ethics