Des organoïdes cérébraux ont été cultivés à partir de tissus prélevés sur des foetus, et sont restés en vie pendant plus de six mois.
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Les mini-cerveaux cultivés en labo
La recherche sur les cellules souches est l’une des promesses scientifiques majeures du XXIème siècle. On en attend de grandes choses, à tort ou à raison.
Mais on ne peut pas pour le moment lier beaucoup la recherche sur les cellules souches et l’organe le plus complexe et le plus mystérieux du corps humain : le cerveau. Mais la recherche progresse.
Cependant certaines caractéristiques des cellules souches ne sont pas adaptées à la culture de cerveaux organiques artificiels en laboratoires (ou organoïde cérébral). Et pourtant, cette recherche est nécessaire, notamment pour essayer des protocoles, des molécules…
Une autre option existe pour obtenir des organoïdes cérébraux que la culture de cellules souches : les FeBOs, pour « Fetal brain in vitro self-organizes into organoids ». Des mini-cerveaux cultivés en laboratoire à partir d’extraits de cerveaux de foetus. Un procédé complexe.
Un organoïde cérébral issu de tissu cérébral fœtal
Une équipe scientifiques explique dans une publication nommée « Human fetal brain self-organizes into long-term expanding organoids » avoir trouvé un moyen d’éviter certaines des étapes les plus difficiles lors de la construction d’un « modèle miniature de cerveau humain en laboratoire ».
Au lieu de cultiver des cellules souches et de contraindre leur développement vers des types de cellules définies ensuite (correspondant à certains organes ou tissus, comme les neurones), des chercheurs néerlandais ont réussi à développer un organoïde cérébral directement à partir de tissu cérébral fœtal.
Le tissu cérébral fœtal est généralement obtenu à partir d’avortements programmés, et son utilisation pose des questions éthiques dont la tolérance varie considérablement d’un pays à l’autre. Certains pays interdisent complètement son utilisation et d’autres l’autorisent avec des limitations strictes, comme les Pays-Bas.
Des chercheurs de ce pays ont donc cultivé des échantillons issus de cerveaux « sains » prélevés sur des foetus humains de 12 à 15 semaines. Ils ont « coupé le tissu extrait en petits morceaux » d’environ 1 à 2 mm de diamètre, pour voir si ces petites sous-unités conservaient leurs caractéristiques de développement.
Ensuite, ils ont placé ces morceaux dans un milieu sans sérum et sans matrice extracellulaire et les ont mis « en culture sur un agitateur orbital ». Le test est un succès, les chercheurs vantent un « taux de réussite > 95 % ».
De là, au cours des tout premiers jours, les unités ont évolué et ont formé de petites structures 3D semblables à des grains de riz roses :
Ces microscopiques cerveaux cultivés s’auto-organisent in vitro en organoïdes, « phénocopiant ainsi les aspects de l’hétérogénéité cellulaire in vivo et de l’organisation complexe » de vrais cerveaux évoluant dans une tête humaine ordinaire.
De vrais cerveaux humains cultivés
De là, ces microscopiques cerveaux présentent les mêmes zones connues que dans le cerveau ordinaire, comme le cortex cingulaire antérieur de l’hémisphère cérébral gauche, et ses « zone ventrale » et « zone dorsale ». Les chercheurs ont aussi pu obtenir de la « moelle épinière fœtale humaine ».
Mieux : l’organoïde cultivé peut répondre à certains des mêmes signaux chimiques qu’un cerveau classique. Et pour cause, à terme, ce sont de vrais mini-cerveau entiers qui seraient produits : les chercheurs estiment qu’au bout de huit mois de culture, ils pourraient avoir un volume entre 1000 et 1500 centimètres cubes.
De plus, il peut sans difficulté rester en vie pendant plus de six mois. En comparaison, les organoïdes cérébraux fabriqués à partir de cellules souches peuvent à peine survivre 80 jours.
Les chercheurs ont même pu manipuler génétiquement leurs FeBOS ( l’aide de CRISPR-Cas9) pour qu’ils ressemblent à des tumeurs cancéreuses et tester des choses sur eux. Les chercheurs parlent de « génération de lignées FeBO mutantes syngéniques ».
Retrouvez l’étude complète à ce lien.
