Nouveaux organoïdes hépatiques dérivés de cellules souches humaines
La supplémentation en acides biliaires donne naissance à des grappes de raisin ressemblant à du tissu hépatique
Des chercheurs japonais ont rapporté que l'ajout d'acides biliaires, en tant qu'agonistes du récepteur farnésoïde X, au milieu de culture a favorisé la croissance et le développement d'organoïdes hépatiques uniques dérivés de cellules souches. Ces organoïdes hépatiques tridimensionnels étaient capables d'une prolifération soutenue à long terme tout en conservant des caractéristiques semblables à celles des hépatocytes. Les résultats de cette étude pourraient orienter les recherches futures sur les maladies chroniques du foie et déboucher sur de nouvelles approches thérapeutiques pour les traiter.
La signalisation acide biliaire-FXR facilite le maintien à long terme des caractéristiques hépatiques dans les organoïdes humains dérivés d'iPSC
Shimizu et al. (2025) | Cell Reports
Le foie joue un rôle essentiel dans la détoxification des substances chimiques présentes dans le sang, facilite la digestion et régule des processus métaboliques clés. Les hépatocytes, cellules hépatiques parenchymateuses, sont au cœur des fonctions uniques et diverses du foie. Les progrès récents de la biotechnologie et des pratiques de culture cellulaire ont permis le développement de cellules semblables aux hépatocytes à partir de cellules souches pluripotentes induites humaines (iPSC).
À l'heure actuelle, ces cellules de type hépatocytaire dérivées des iPSC (iPS-Heps) sont largement utilisées pour le dépistage de médicaments, la modélisation de maladies et la médecine régénérative. Cependant, l'altération des caractéristiques hépatiques et la faible prolifération à long terme limitent leur utilisation dans la recherche sur les maladies du foie. Pour y remédier, des scientifiques de l'Institut des sciences de Tokyo (Science Tokyo), au Japon, en collaboration avec l'Institut métropolitain des sciences médicales de Tokyo et l'Université Juntendo, ont mis au point de nouveaux organoïdes hépatiques tridimensionnels (3D) dans le cadre d'une étude novatrice.
L'équipe de recherche était composée du professeur Sei Kakinuma du département des sciences de laboratoire clinique et diagnostique, du professeur Yasuhiro Asahina, du professeur assistant Masato Miyoshi et du chercheur Taro Shimizu du département de gastro-entérologie et d'hépatologie, Science Tokyo, Japon.
Expliquant la nécessité de nouveaux organoïdes hépatiques, Asahina déclare : "De nombreux aspects des mécanismes sous-jacents impliqués dans la cirrhose du foie et le carcinome hépatocellulaire restent obscurs. Pour étudier ces maladies, des systèmes à base d'hépatocytes humains sont nécessaires. Cependant, il est difficile de maintenir les caractéristiques des hépatocytes et de propager les cellules dans des cultures in vitro à long terme. Cette limitation affecte considérablement la modélisation des maladies chroniques du foie, qui nécessitent une observation à long terme".
Dans leur étude, les chercheurs ont d'abord développé des cultures bidimensionnelles de cellules iPS-Hep à partir de cellules iPSC humaines. Par la suite, les iPS-Hep ont été incorporées dans une membrane basale solubilisée pour créer des cultures en 3D. Pour soutenir la croissance et la prolifération des organoïdes hépatiques 3D, ils ont établi un nouveau milieu de culture, appelé milieu organoïde hépatique dérivé des iPSC humaines (iHO), qui contient des acides biliaires en plus d'autres facteurs de croissance.
Fait remarquable, les organoïdes hépatiques cultivés à l'aide du milieu iHO présentaient une morphologie structurelle unique en forme de raisin et affichaient un taux de prolifération plus élevé. En revanche, les organoïdes cultivés en l'absence d'acides biliaires ont principalement formé des structures sphériques et en forme de kyste. Notamment, les organoïdes hépatiques dérivés de l'iPSC ont pu être maintenus en culture pendant plus de trois mois, tout en conservant leurs caractéristiques de type hépatocytaire.
Après le développement d'organoïdes hépatiques en 3D, les scientifiques se sont attachés à déterminer les caractéristiques hépatiques intrinsèques. Grâce à des analyses complètes des profils d'expression génique, ils ont révélé un profil d'expression génique distinct qui ressemble étroitement aux hépatocytes fœtaux dans les organoïdes hépatiques dérivés de l'iPSC.
En outre, les résultats de l'analyse avancée du séquençage des gènes ont indiqué le rôle de la signalisation du récepteur farnésoïde X (FXR) dans l'expression soutenue des caractéristiques semblables à celles des hépatocytes observées dans les organoïdes. Pour confirmer l'impact de la signalisation FXR, les chercheurs ont ajouté des inhibiteurs de FXR au milieu de culture. L'ajout d'inhibiteurs de FXR a réduit de manière significative le nombre d'organoïdes de type raisin dans la culture.
Inspirée par ces résultats, l'équipe de recherche est allée plus loin et a réussi à établir un modèle d'infection par le virus de l'hépatite C dans les organoïdes. "Les organoïdes hépatiques développés dans notre étude ont la capacité de supporter la réplication des virus de l'hépatite, ce qui indique leur large potentiel d'application dans l'élucidation de la pathophysiologie des maladies chroniques du foie, un domaine qui a été difficile à étudier jusqu'à présent", commente Kakinuma.
Le développement d'organoïdes hépatiques dérivés de cellules souches par les chercheurs de Science Tokyo marque le début d'une nouvelle ère pour la recherche future sur les maladies du foie et pourrait déboucher sur de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Taro Shimizu, Masato Miyoshi, Sei Kakinuma, Jun Tsuchiya, Daisuke Yamane, Keiya Watakabe, Tomohiro Mochida, Kento Inada, Kaho Yamada, Kotomi Shinozaki, Ayako Sato, Shun Kaneko, Fukiko Kawai-Kitahata, Miyako Murakawa, Sayuri Nitta, Mina Nakagawa, Mamoru Watanabe, Yasuhiro Asahina, Ryuichi Okamoto; "Bile acid-FXR signaling facilitates the long-term maintenance of hepatic characteristics in human iPSC-derived organoids"; Cell Reports, Volume 44
Autres actualités du département science
