Après la récente première mondiale de transplantation d’un rein de cochon sur un humain, des chercheurs chinois ont réussi à développer dans un embryon animal des reins à moitié humains. Quelques éléments d’explication sur la nouvelle technique de bio-ingénierie.
Pour répondre à la pénurie d’organes, les scientifiques travaillent sur les xénogreffes, ces greffes d’organes d’un animal vers l’Homme. Ils ont ainsi récemment réussi l’exploit de la transplantation de reins de cochon génétiquement modifiés sur des humains. Désormais, c’est au tour des chercheurs chinois de l’Institut de biomédecine et de santé de Guangzhou de relever ce défi, mais dans l’autre sens. Pour la première fois, ils ont développé des reins contenant des cellules humaines et porcines dans des embryons de porc. L’étude publiée dans Cell Stem Cell rapporte qu’il est tout de même bien trop tôt pour les exploiter en vue de transplantations rénales.
Un organe à moitié humanisé dans un porc
Les reins ont été choisis car il s’agit de l’organe le plus souvent transplanté en médecine humaine et également le plus rapide à se développer. Bien que des études antérieures aient utilisé des méthodes similaires pour générer du sang ou des muscles chez le porc, c’est la première fois que des scientifiques parviennent à cultiver un organe humanisé solide dans une autre espèce. Au bout de 28 jours, les reins ont atteint le mésonéphros, le deuxième stade du développement rénal normal. Pour Dusko Ilic, professeur de sciences des cellules souches au King’s College de Londres, « cette étude décrit les étapes fondatrices d’une nouvelle approche dans la bio-ingénierie des organes en utilisant des porcs comme incubateur à la croissance d’organes humains ».
Toutefois, cette solution « révolutionnaire » se heurte à de nombreuses difficultés comme la concurrence des cellules humaines avec les cellules de porc. « Nous avons travaillé sur des mécanismes permettant de surmonter l’efficacité extrêmement faible des chimères inter-espèces », explique l’auteur Guangjin Pan, des Instituts de biomédecine et de santé de Guangzhou. « Nous avons identifié quelques facteurs critiques qui favorisent la formation de chimères inter-espèces en facilitant la compétition cellulaire ».
Pour surmonter ces difficultés, les chercheurs ont commencé par créer une « niche » à l’intérieur d’un embryon de porc unicellulaire, en utilisant CRISPR pour modifier génétiquement cet embryon de manière à ce qu’il lui manque deux gènes nécessaires au développement des reins. Ils ont ensuite modifié des cellules souches pluripotentes humaines – celles qui se développent en ce que l’on veut – pour faciliter leur intégration, et converti ces cellules en des cellules embryonnaires humaines précoces.
Pas moins de 1 820 embryons ont été transférés à des mères porteuses animales. Les scientifiques ont ensuite prélevé cinq embryons pour les analyser (28 jours maximum après l’implantation) et ont trouvé qu’ils avaient des reins de structure normale pour leur stade de développement. Ces embryons étaient composés de 50 à 60 % de cellules humaines.
L’objectif à long terme est d’optimiser cette technologie pour la transplantation d’organes humains, mais ce travail pourrait prendre de nombreuses années. « Les organes n’étant pas composés d’une seule lignée cellulaire, pour obtenir un organe dont toutes les cellules proviennent de l’humain nous devrions probablement concevoir les porcs de manière beaucoup plus complexe, ce qui poserait des problèmes supplémentaires », explique Miguel A. Esteban. En attendant, cette technologie pourrait être utilisée pour étudier le développement des organes humains et les maladies associées.
Futura-Sciences
