Les chercheurs ont réussi à concevoir des structures cérébrales miniatures, connues sous le nom d’organoïdes corticaux, avec un réseau fonctionnel de vaisseaux sanguins qui imite étroitement ceux trouvés dans un cerveau humain en développement. Cette avancée s’attaque à une limitation critique des précédents « mini-cerveaux » cultivés en laboratoire : leur tendance à mourir après quelques mois en raison d’un manque de nutriments. Les nouveaux organoïdes, développés par Ethan Winkler et son équipe de l’Université de Californie à San Francisco, démontrent un système vasculaire avec des centres creux (lumens) comparables aux vaisseaux sanguins naturels, marquant une étape importante vers des modèles cérébraux plus réalistes et plus durables.
Le problème avec les mini-cerveaux
Les organoïdes cérébraux, créés pour la première fois en 2013, sont devenus des outils précieux pour étudier les maladies neurologiques comme l’autisme, la schizophrénie et la démence. Cependant, leur durée de vie limitée a entravé des recherches plus approfondies. Les cerveaux de taille normale s’appuient sur des réseaux complexes de vaisseaux sanguins pour fournir de l’oxygène et des nutriments, alors que les organoïdes manquaient auparavant de cette infrastructure vitale. Les cellules au cœur de ces structures mourraient rapidement de faim sans une bonne circulation.
Une nouvelle approche de la vascularisation
L’équipe de Winkler a résolu ce problème en cultivant des organoïdes corticaux (reproduisant le cortex cérébral) aux côtés d’organoïdes de vaisseaux sanguins séparés. Ils ont ensuite intégré les deux, permettant aux réseaux vasculaires de se propager uniformément dans les cerveaux miniatures sur une période de plusieurs semaines. Les structures résultantes présentaient une similitude remarquable avec le système vasculaire cérébral réel, y compris des lumières creuses – un détail manquant lors des tentatives précédentes.
Pourquoi c’est important
La vascularisation améliorée offre plusieurs avantages :
- Survie améliorée : Un meilleur apport de nutriments devrait prolonger la durée de vie des organoïdes, permettant ainsi des études à plus long terme.
- Modélisation réaliste : La présence de vaisseaux sanguins fonctionnels permet une réplication plus précise de la barrière hémato-encéphalique, un mécanisme de protection crucial.
- Recherche avancée : Ces organoïdes pourraient accélérer les études sur le développement du cerveau, la modélisation des maladies et les tests de médicaments.
De futurs défis demeurent
Bien qu’il s’agisse d’une avancée majeure, la reproduction complète du système circulatoire du cerveau reste un objectif lointain. Le système actuel ne dispose pas du mécanisme de pompage actif d’un cœur pour assurer un flux sanguin continu et directionnel. Les chercheurs doivent encore trouver des moyens de simuler la circulation dynamique qui permet aux vrais cerveaux de fonctionner.
Malgré cela, Madeline Lancaster de l’Université de Cambridge qualifie le réseau vasculaire doté de lumières d’”impressionnant” et de “étape majeure”.
La création de ces organoïdes cérébraux hautement vascularisés rapproche les chercheurs de la construction de modèles plus complexes et plus durables pour comprendre et traiter les maladies neurologiques.
