Organoïdes : de la science-fiction à la réalité

Imaginez que nous puissions prédire l’efficacité et la sécurité d’une molécule en la testant avec des « mini-organes » – de minuscules versions cultivées en laboratoire des organes de notre corps, comme le foie ou le poumon. Nous pourrions alors accélérer l'entrée en essai clinique des candidats médicaments prometteurs et réduire considérablement l'utilisation de modèles animaux.

On pourrait croire à de la science-fiction sortie de l'esprit de Mary Shelley. Pourtant, les chercheurs développent ce concept depuis les années 1970. Ces dernières années, les avancées dans les technologies de culture cellulaire, combinées à notre connaissance croissante du fonctionnement des cellules souches, ont conduit à la création de ce qu’on appelle les « organoïdes ».

Les organoïdes sont de minuscules cultures tissulaires tridimensionnelles auto-organisées, dérivées de cellules souches. Ces cultures peuvent être conçues pour reproduire une grande partie de la complexité architecturale et fonctionnelle d'un organe humain, mais aussi pour exprimer des aspects spécifiques de celui-ci.

Roche est activement impliqué dans ce domaine. Nous travaillons sur les organoïdes et sur la technologie des « organes-sur-puce » pour créer des modèles in vitro susceptibles de prédire l'activité des molécules avec une plus grande précision que les méthodes actuelles. En 2023, Roche crée le Institute of Human Biology (IHB), un institut de recherche dédié à l'innovation dans le domaine des organoïdes.

Les organoïdes se développent à partir de cellules souches, capables de se diviser presque indéfiniment et produire différents types de cellules-filles. Les scientifiques sont capables de créer l'environnement adéquat pour que les cellules souches s'auto-organisent et forment de petites structures ressemblant à des miniatures d'organes composés de nombreux types de cellules. À ce jour, les chercheurs ont ainsi pu produire des organoïdes ressemblant au cerveau, au rein, au poumon, à l'intestin, à l'estomac et au foie… et de nombreux autres types sont en cours de développement.

Dotés de l’accessibilité que représente la recherche in vitro, les organoïdes dérivés de cellules de patients sont capables de reproduire la complexité in vivo des pathologies.

Aujourd’hui, des biobanques d'organoïdes sont notamment générées à partir de cellules de patients atteints de cancer. L’objectif : identifier des médicaments efficaces contre un large éventail de phénotypes de maladies. Dans une démarche de médecine personnalisée, des organoïdes spécifiques à un patient pourraient aider à identifier le médicament qui lui convient le mieux. En médecine régénérative, les organoïdes dérivés de cellules de donneurs sains ou de patients après correction génétique peuvent être utilisés comme source de cellules ou de tissus.

Les organoïdes sont capables d’imiter les pathologies au niveau de l’organe, ce qui leur confère un avantage majeur pour la modélisation des maladies, en comparaison avec les cultures cellulaires traditionnelles d’un seul type de cellules. Ils sont également utiles pour l’étude de certaines maladies propres à l'être humain, qui ne peuvent pas être reproduites dans des modèles animaux.

Le chemin vers une large utilisation de la technologie des organoïdes dans des applications précliniques et cliniques est complexe. Cependant, beaucoup a déjà été accompli pour explorer le niveau étonnant d'auto-organisation des cellules souches lorsqu'elles sont cultivées dans des conditions appropriées, ainsi que pour élargir la liste des types d'organoïdes.

Au sein de l’Institute of Human Biology, nous tentons de surmonter ces défis dans un effort concerté et multidisciplinaire. Nous nous appuyons sur notre expertise en biologie, ingénierie et analyse de données dans l’objectif de permettre un jour à la science-fiction de devenir une réalité au bénéfice des patients.

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M-FR-00013155-1.0 - Établi en janvier 2025

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