De grands progrès grâce aux mini-organes
"De nouvelles possibilités s'ouvrent désormais pour étudier la biologie du col de l'utérus, les infections et le développement du cancer".
Les répliques d'organes semblables à la réalité - appelées organoïdes 3D - constituent un bon moyen d'étudier les processus pathologiques. Une équipe de l'université de Würzburg vient de présenter une sorte de plan pour un tel modèle de col de l'utérus.
Image d'organoïdes squameux stratifiés endocervicaux (rouge) et ectocervicaux (vert) de l'appareil reproducteur féminin, dérivés de patients, et diagramme décrivant leur manipulation génétique et leurs infections.
AG Chumduri
Quelques cellules souches, divers facteurs de croissance, quatre à six semaines de temps - et bien sûr beaucoup d'expertise - sont nécessaires pour créer en laboratoire une réplique à échelle réduite, mais néanmoins réaliste et fonctionnelle, d'un col de l'utérus.
Une nouvelle publication parue dans la revue Nature Protocols montre en détail le fonctionnement de ce processus. C'est le Dr Cindrilla Chumduri, chef du groupe de recherche du département de microbiologie de l'université Julius Maximilians de Würzburg (JMU), qui en est responsable. Cette biologiste spécialiste des infections et du cancer étudie depuis longtemps les processus physiologiques du tissu cervical. Elle s'intéresse particulièrement aux conditions dans lesquelles le cancer s'y développe.
"Jusqu'à récemment, la science ne disposait pas d'un système qui reflète bien les propriétés cellulaires, physiologiques et fonctionnelles des différents types de cellules du col de l'utérus", explique Mme Chumduri. Cela a rendu difficile l'étude de la physiologie normale, du développement des maladies et des processus infectieux.
Grâce aux organoïdes tridimensionnels qu'elle a mis au point, dit-elle, "de nouvelles possibilités s'ouvrent désormais pour étudier la biologie du col de l'utérus, les infections et le développement du cancer". De nouvelles applications dans la médecine personnalisée, la recherche de nouvelles substances actives, les interventions sur le génome, la modélisation des maladies : Grâce aux organoïdes, les scientifiques peuvent désormais mettre tout cela en pratique beaucoup plus facilement qu'auparavant.
Le col de l'utérus a de nombreuses fonctions
Le col de l'utérus est une structure complexe. L'une de ses tâches les plus importantes est de permettre le passage des spermatozoïdes dans la cavité utérine afin que la fécondation de l'ovule puisse avoir lieu. D'autre part, il doit protéger l'appareil reproducteur féminin des envahisseurs dangereux tels que les champignons, les virus et les bactéries, ainsi que des infections ascendantes. En outre, à la fin d'une grossesse, il doit pouvoir se dilater de manière significative afin que le fœtus puisse le traverser.
Anatomiquement, le col de l'utérus constitue le lien entre la cavité utérine et le vagin. Il se compose de ce que l'on appelle l'endocol, qui est adjacent à l'utérus, et de l'exocol, qui fait saillie dans le vagin. Ces deux parties sont tapissées de différents types de cellules : Alors que l'endocol possède un épithélium colonnaire, l'exocol possède un épithélium pavimenteux multicouche. Lorsque les deux zones fusionnent, elles forment une zone de transition et sont particulièrement sensibles aux infections et à la formation de tissus. Par exemple, la plupart des cancers du col de l'utérus y trouvent leur origine.
Les cellules souches comme matériau de départ
Pour le développement des organoïdes 3D du col de l'utérus, Cindrilla Chumduri et son équipe ont choisi des cellules souches épithéliales adultes comme matériel de départ. Celles-ci ont été prélevées dans des biopsies de l'endocol et de l'exocol. Grâce à des combinaisons uniques de facteurs de croissance et à différentes méthodes de culture, ils ont pu reproduire l'architecture et la composition tridimensionnelles naturelles du tissu ainsi que les propriétés fonctionnelles du tissu d'origine et les préserver sur une longue période.
Dans des expériences plus poussées, les scientifiques ont également manipulé génétiquement les cellules souches. "Nous avons implanté dans les cellules souches des gènes du papillomavirus humain HPV, qui sont responsables de l'apparition du cancer", explique M. Chumduri. Cela pourrait potentiellement résoudre un mystère sur lequel la science travaille depuis longtemps.
Des co-infections fatales
Car si l'on sait que le VPH est le moteur de la majorité des cancers du col de l'utérus, l'infection par le virus n'est pas synonyme de néoplasme tissulaire malin : les statistiques actuelles indiquent qu'environ 80 % de toutes les femmes connaîtront une infection par le VPH au cours de leur vie. Néanmoins, seulement 1,6 % d'entre elles développent un cancer du col de l'utérus.
On soupçonne aujourd'hui que d'autres facteurs augmentent le risque de cancer du col de l'utérus, comme la co-infection avec d'autres agents pathogènes sexuellement transmissibles, tels que la bactérie pathogène Chlamydia trachomatis. Les organoïdes ectocervicaux humains génétiquement modifiés permettent maintenant à Chumduri et à son équipe d'examiner de plus près les effets à long terme de l'infection virale sur l'épithélium pavimenteux du col de l'utérus et la contribution des co-infections avec d'autres agents pathogènes, comme Chlamydia trachomatis.
Un grand potentiel de progrès
"Les organoïdes endocervicaux et ectocervicaux sont des tissus épithéliaux 3D idéaux, presque physiologiques, pour étudier et modéliser la biologie du col de l'utérus, les interactions hôte-pathogène et le développement des maladies", est-elle certaine. En outre, dit-elle, ils sont idéaux pour étudier la réponse de l'organe aux agents pathogènes résistants aux antibiotiques.
Les organoïdes permettent également d'étudier la réaction de l'épithélium cervical aux changements hormonaux et leurs effets sur la régénération des cellules souches, la production de mucus et la défense innée contre les agents pathogènes. Leur culture à long terme offre une occasion unique d'examiner de plus près les infections chroniques ou répétées et leur impact sur les cellules hôtes, a-t-elle ajouté.
En tout cas, Cindrilla Chumduri est convaincue : "Globalement, le modèle organoïde du col de l'utérus offre un grand potentiel pour de nouvelles avancées dans l'étude de la biologie de l'appareil reproducteur féminin."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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