Des scientifiques ont réussi à transplanter des foies miniatures fonctionnels sur des rats, après avoir cultivé en laboratoire des organes issus du génie biologique à partir de cellules de peau humaine reprogrammées.

Image d’entête : un mini foie cultivé en laboratoire et dérivé de cellules de peau humaine dans le bioréacteur de l’équipe. (Université de Pittsburgh)

L’expérience, qui a donné aux animaux des organes hépatiques fonctionnels, pourrait jeter les bases de futurs traitements pour soigner l’insuffisance hépatique terminale, une maladie qui tue des centaines de personnes en Franche et 40 000 personnes aux États-Unis chaque année faute de donneurs.

Bien qu’il reste beaucoup de travail à faire avant que la technique puisse aider directement les patients humains, les chercheurs affirment que leur preuve de concept pourrait contribuer à étayer une future alternative aux transplantations de foie, qui sont souvent des procédures incroyablement coûteuses à réaliser, en plus d’être strictement limitées par l’offre de donneurs.

Un autre résultat positif serait d’utiliser cette approche pour augmenter temporairement la fonction hépatique défaillante des patients, en prolongeant leur vie pendant qu’ils sont sur la liste d’attente pour ces organes vitaux.

Selon le pathologiste Alejandro Soto-Gutiérrez de l’université de Pittsburgh :

L’objectif à long terme est de créer des organes qui peuvent remplacer le don d’organes, mais dans un avenir proche, je vois cela comme un pont vers la transplantation.

Par exemple, en cas d’insuffisance hépatique aiguë, vous pourriez avoir besoin d’un stimulant hépatique pendant un certain temps au lieu d’un nouveau foie complet.

Pour cultiver leur mini-foie, les chercheurs ont pris des cellules de peau humaine données par des volontaires et les ont ramenées à l’état de cellules souches, connues sous le nom de cellules souches pluripotentes induites, à partir desquelles d’autres types de cellules peuvent être obtenues.

Les chercheurs ont ensuite induit la différenciation des cellules à l’aide d’hormones et d’autres produits chimiques, les incitant à devenir des cellules de foie, qui ont été cultivées en laboratoire.

Précédemment, par le même groupe de chercheurs :

Alors qu’il faut normalement deux ans pour que le foie d’un humain arrive à maturité dès sa naissance, les chercheurs ont pu cultiver leurs analogues miniatures en quelques semaines seulement, en ensemençant les cellules cultivées sur un “échafaudage” de foie de rat qui avait été dépouillé de ses cellules.

Alors que les précédentes recherches expérimentales sur les greffes de foie avaient incorporé des cellules de rongeurs sur la matrice (échafaudage), les chercheurs ont utilisé les cellules souches humaines pour peupler le tissu fonctionnel du foie, ainsi que son système vasculaire et son réseau de canaux biliaires.

Lorsqu’ils ont été transplantés sur 5 rats, les mini-foies semblaient être fonctionnels. Au bout de quatre jours, au cours desquels les animaux ont été sacrifiés et disséqués, les tests ont révélé que les foies issus du génie biologique sécrétaient des acides biliaires et de l’urée. Les protéines hépatiques humaines présentes dans le sang des animaux étaient un autre signe que les organes fonctionnaient.

Les transplantations n’ont pas parfaitement fonctionné. Les preuves d’une mauvaise circulation sanguine dans le greffon, en plus de thromboses et d’ischémie, révèlent qu’il est encore très difficile de relier correctement des greffons comme ceux-ci au réseau vasculaire d’un animal.

Il n’en reste pas moins que c’est une avancée remarquable. Pendant une courte période, cinq rats ont vécu avec des foies humains miniatures, ce qui n’a jamais été démontré auparavant, et cela pourrait nous rapprocher un jour de l’utilisation des mêmes techniques au profit de patients humains.

Ce jour pourrait être très éloigné (peut-être une dizaine d’années, selon les chercheurs), bien que cela dépende de la réussite d’un grand nombre d’expériences futures, y compris la démonstration que ce type de transplantation artificielle est sans danger pour l’homme, ce qui reste à voir.

En attendant, des méthodes de ce type, y compris les travaux lancés par le même laboratoire l’année dernière, pourraient permettre l’utilisation de ces mini-organes pour étudier des maladies simulées et tester différentes options de traitement.

L’étude publiée dans Cell Reports : Assembly and Function of a Bioengineered Human Liver for Transplantation Generated Solely from Induced Pluripotent Stem Cells et présentée sur le site de l’École de médecine de l’université de Pittsburgh : Lab-Grown Miniature Human Livers Transplanted into Rats.