Home » Santé » Bourse Kolff+ pour la recherche sur la formation des néphrons
Pourquoi se forme-t-il parfois trop peu de néphrons lors de la formation des reins ? C’est la question centrale de la recherche du biologiste cellulaire/chercheur Dr. Martin Hoogduijn et du néphrologue pédiatrique Dr. Jaap Mulder de l’Erasmus MC à Rotterdam. La recherche se fait avec des organoïdes, ou mini-reins. Ils ont récemment reçu une subvention Kolff+ de la Dutch Kidney Foundation.
Les organoïdes rénaux sont cultivés à partir de cellules souches pluripotentes. Ceux-ci sont obtenus à partir du sang en reprogrammant les cellules sanguines. Il s’agit généralement de sang provenant de donneurs sains. « Mais nous pouvons également fabriquer des cellules souches et des organoïdes rénaux à partir de patients atteints de maladie rénale. Nous pouvons ensuite l’utiliser pour étudier leur maladie. Un gros plus est que les organoïdes proviennent du patient lui-même.
Problèmes dès la naissance
Hoogduijn et Mulder mèneront des recherches spécifiques sur la formation des néphrons. La néphrologie pédiatrique voit des patients qui ont des problèmes rénaux tôt dans la vie, souvent en raison d’une formation insuffisante de néphrons dans les reins. Comme le nombre de néphrons diminue au cours de la vie, ces enfants sont déjà à risque d’une capacité de filtration insuffisante de leurs reins au cours de leur vie. Ils ont alors besoin d’une thérapie de remplacement rénal. “Certains enfants ont même des problèmes de reins dès la naissance”, explique Hoogduijn. « Ils doivent être transplantés dans l’enfance. On ne sait pas ce qui cause la perturbation de la construction des néphrons. C’est exactement ce que nous voulons étudier. Comment se forment les néphrons et quels gènes sont impliqués ? Certains patients ont des mutations dans certains gènes. Dans notre modèle avec des organoïdes, nous voulons voir si ces mutations conduisent à moins de néphrons.
La technique de fabrication des organoïdes s’est développée rapidement ces dernières années. Le champ est très large, dit Hoogduijn. “Il existe des organoïdes de presque tous les organes, mais certains mini-organes sont plus simples que d’autres. Les organoïdes rénaux sont assez complexes. Ils ressemblent à du tissu fœtal, avec une structure non structurée et beaucoup de tissu stromal. L’expression génique dans un tel organoïde correspond à peu près à un rein d’un fœtus au début du deuxième trimestre.
Il existe de nombreuses variations entre les organoïdes rénaux de différentes lignées cellulaires et également entre les expériences. Par exemple, Hoogduijn et Mulder veulent étudier si les cellules souches d’un patient forment des néphrons d’une manière différente des cellules souches d’une personne en bonne santé. “Mais dans une expérience, un organoïde s’est complètement rempli de néphrons, tandis que dans l’autre expérience avec la même lignée cellulaire, c’est beaucoup moins. Nous ne comprenons pas encore ce qui cause cette variation.
Pour reproduire au plus près le fonctionnement d’un rein, les chercheurs implantent des organoïdes sur des animaux de laboratoire. Ils travaillent également avec un organe sur puce modèle avec lequel un flux à travers un organoïde peut être réalisé. Pour limiter la variation entre les organoïdes, le projet Kolff fabrique des organoïdes hybrides à partir de lignées cellulaires de donneurs sains et de personnes atteintes de maladie rénale. “Dans ces organoïdes, nous pouvons étudier comment les cellules malades et saines contribuent à la formation de structures rénales telles que les tubules, les glomérules et l’endothélium”, explique Hoogduijn. « De cette façon, nous pouvons étudier les différences dans la capacité à former des néphrons au sein d’un organoïde dans exactement les mêmes conditions. De séquençage de cellule unique toutes les cellules peuvent être analysées séparément pour les différences génétiques. Il s’agit d’une méthodologie assez nouvelle et assez complexe, que nous espérons pouvoir développer et appliquer davantage avec la subvention Kolff de la Dutch Kidney Foundation.
Excitant
Un défi majeur est de savoir comment les chercheurs peuvent mettre en place les analyses sur les organoïdes hybrides. “De plus, il est passionnant de savoir si nous pouvons trouver un phénotype dans ces organoïdes”, conclut Hoogduijn. « Peut-être que les conditions de culture sont si bonnes que nous ne trouvons aucune différence entre les individus sains et malades. Nous avons maintenant des lignées cellulaires de patients avec une mutation et peu de néphrons. Nous étudierons si nous pouvons trouver la relation entre eux dans les organoïdes. Et si nous pouvions intervenir là-dedans, nous pourrions également commencer à tester si nous pourrions stimuler la formation de néphrons à l’avenir. Ce serait la prochaine étape de l’enquête.
Section d’un organoïde rénal, coloré (rose) pour le marqueur glomérulaire WT1
Voir en 3D
Jusqu’à présent, la visualisation des organoïdes s’est principalement faite en en faisant des coupes transversales. Mais avec l’Université de Hambourg, Hoogduijn veut essayer de rendre les organoïdes transparents puis de les colorer. “Ensuite, nous pouvons visualiser la formation et la structure des organoïdes en 3D”, explique-t-il. Nous pouvons également être en mesure d’étudier l’interaction entre les différents types de cellules. Cette technique a déjà été appliquée sur des reins entiers, mais les organoïdes sont beaucoup plus fragiles. Nous sommes curieux de savoir si cela fonctionnera également. Il existe également de bons contacts entre divers groupes de recherche aux Pays-Bas qui travaillent sur les organoïdes, comme à Leiden, Nimègue et Utrecht. Nous travaillons également en étroite collaboration avec un groupe à Aix-la-Chapelle. De cette façon, nous pouvons apprendre beaucoup les uns des autres.
