Avec pour objectif d’étudier la structure, la dynamique et les interactions entre les tissus, plusieurs groupes de chercheurs ont mis en place des méthodes pour développer et cultiver des organoïdes en laboratoire.
Un organoïde est une structure multicellulaire tridimensionnelle qui reproduit in vitro (en culture cellulaire) l’anatomie d’un organe et certaines de ses fonctions ; c’est donc un modèle de cet organe.
Récemment, au sein d’un consortium international mené par le Pr Jay Gopalakrishnan (Université Heinrich-Heine de Düsseldorf, Allemagne) incluant le Dr Olivier Goureau de l’Institut de la Vision, les biologistes sont parvenus à cultiver des organoïdes cérébraux humains avec des structures oculaires rudimentaires pouvant percevoir la lumière.
En utilisant des organoïdes de cerveau humain dérivés de cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS), les scientifiques ont tenté de simplifier la formation des yeux en laissant développer in vitro des vésicules optiques bilatérales associées au cerveau antérieur. Ces paires de structures semblables à des yeux rudimentaires créent des tissus similaires à ceux des vrais yeux, en développant des cellules épithéliales cornéennes primitives et des cellules semblables à des lentilles, ainsi qu’un épithélium pigmentaire rétinien, des cellules progénitrices rétiniennes, et des neurones avec des projections axonales formant des réseaux neuronaux électriquement actifs. D’une certaine manière, ces organoïdes cérébraux contenant des vésicules optiques (OVB-organoïdes) voient la lumière, car ils répondent à la lumière en envoyant des signaux au reste du tissu cérébral.
On peut donc dire que les organoïdes cérébraux ont la capacité intrinsèque de s’auto-organiser avec la formation de structures sensorielles primitives associées au cerveau antérieur d’une manière topographiquement restreinte et qu’ils permettent d’étudier les interactions entre les organes au sein d’un même organoïde.
Ces résultats inédits sont d’une portée majeure, car ces nouveaux organoïdes aideront à mieux comprendre les interactions cerveau-oeil au cours du développement de l’embryon et à modéliser certaines maladies oculaires à partir d’organoïdes dérivés de cellules souches de patients pour de futures approches de médecine personnalisée.
Vous trouverez la publication compléte, parue le 17 Août, 2021 en Cell Stem Cell, ici : Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles
* Credits image: Elke Gabriel et al., Cell Stem Cell
