Le foie a une structure unique, en particulier au niveau des cellules individuelles. Les hépatocytes, les principales cellules hépatiques, libèrent la bile dans de minuscules canaux appelés canaliculi biliaires, qui s’écoulent dans le canal biliaire dans la région périportale du foie. Lorsque ce système de drainage biliaire est perturbé, il provoque des lésions hépatiques et des maladies.
En raison de cette architecture unique, l’enquête sur les maladies du foie a été limitée par le manque de modèles cultivés en laboratoire qui montrent avec précision comment la maladie progresse, car il est difficile de recréer la structure complexe du foie et les interactions cellulaires dans un plat. Les modèles organoïdes hépatiques dérivés des tissus existants sont constitués d’un seul type de cellule et ne reproduisent pas la composition cellulaire complexe et l’architecture tissulaire, comme la région périportale hépatique.
The research group of Meritxell Huch, director at the Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics (MPI-CBG) in Dresden, Germany, began to address this issue in a study in 2021, in which they developed a liver organoid consisting of two cell types, cholangiocyte and mesenchyme cells, that could model cell–cell interactions and cell arrangement, but still lacked other periportal cell Types – Surtout, hépatocytes, la cellule qui construit la majorité de la masse hépatique.
Création d’un modèle organoïde de nouvelle génération
Dans une étude actuelle, publiée dans Naturedes chercheurs du groupe de Meritxell Huch, ainsi que des collègues des groupes de Marino Zerial et Heather Harrington, tous deux également directeurs du MPI-CBG, ont pu développer un modèle organoïde de nouvelle génération, qu’ils ont nommé « assembloïd périportal ».
Cet assembloïde présente des cholangiocytes adultes et des cellules mésenchymateuses hépatiques (comme dans le modèle précédent), mais comprend désormais également des hépatocytes, qui sont les principales cellules fonctionnelles du foie adulte. Ce modèle combine différentes cellules assemblées ensemble dans un processus pas à pas que l’on pourrait comparer à LEGO.
« Notre assembloïd reconstruit la région périportale hépatique et peut modéliser les aspects des lésions hépatiques cholestatiques et de la fibrose biliaire. Nous avons choisi cette région en particulier car il joue un rôle clé dans le transport de la bile et est souvent perturbé dans les maladies du foie lorsque la connexion des cellules responsables du transport de la bile est bloquée », a déclaré Anna Dowbaul, et de Juin 20 Nommé professeur adjoint à l’Université technique de Munich (TUM).
« Pour atteindre notre objectif, nous avons d’abord créé des organoïdes constitués uniquement d’hépatocytes qui formaient des canaux biliaires de travail et maintenaient des caractéristiques clés de réels hépatocytes dans les tissus. Ensuite, nous avons ajouté des cholangiocytes et des cellules fibroblastiques pour construire Interactions entre les différentes cellules hépatiques « , explique Aleksandra Sljukic, également premier auteur de l’étude et un doctorant dans le groupe Huch.
En manipulant le nombre de cellules mésenchymateuses, les chercheurs ont pu déclencher une réponse similaire à la fibrose hépatique. Ils ont également pu montrer que ce modèle peut être utilisé pour étudier les rôles de gènes spécifiques dans la maladie du foie en mélangeant des cellules normales et mutées ou en éteignant les gènes.
En utilisant l’analyse des données topologiques, Heather Harrington et ses collègues de l’Université d’Oxford ont classé les formes des assembloïdes et ont constaté que certaines formes étaient en corrélation avec une meilleure fonction hépatique au fil du temps.
Étudier les maladies du foie et une vision future
Meritxell Huch, qui a supervisé et supervisé l’étude, conclut: « Nous sommes ravis que nous ayons pu créer un modèle assembloïde périportal qui combine pour la première fois, bien que certaines cellules soient toujours manquantes, de la fin de l’architecture endothélium et des cellules immine zone périportale à l’échelle d’une boîte de culture tissulaire.
« De plus, ses caractéristiques modulaires permettent d’être facilement étudiée, manipulée et manipulée dans le laboratoire. Nos assembloïdes hépatiques sont le premier modèle de laboratoire tout-en-un qui peut être utilisé pour étudier le flux de la bile, la lésion des canaux biliaires et la façon dont différentes cellules hépatiques contribuent à la maladie.
« Nous envisageons que nos modèles hépatiques périportaux peuvent finalement être utilisés pour étudier les mécanismes de la maladie. Une fois traduit en cellules humaines, il pourrait être un moyen de passer des modèles 2D utilisés dans les dépistages pharmaceutiques à des modèles 3D plus physiologiques pour étudier l’efficacité des médicaments et la toxicité dans un contexte plus physiologiquement pertinent. »
