Les organoïdes, ces assemblées de cellules cultivées in vitro qui s’auto-organisent pour mimer, en trois dimensions, le fonctionnement de nos différents organes, se sont multipliés ces dernières années. Ils promettent d’accélérer la découverte et l’évaluation des médicaments et de réduire l’usage des animaux de laboratoire. Ils commencent aussi à investir l’espace, où les conditions de microgravité pourraient révéler certains mécanismes difficiles à explorer sur Terre. En témoigne l’expérience Cerebral Ageing − « vieillissement cérébral » −, coordonnée par l’Institut Pasteur, l’école d’ingénieurs SupBiotech (à Villejuif, dans le Val-de-Marne) et le Centre national d’études spatiales.
Le 10 novembre 2023, 168 organoïdes cérébraux « made in France », encapsulés dans des dispositifs microfluidiques, se sont ainsi envolés vers la Station spatiale internationale (ISS) à bord d’une fusée SpaceX. Le retour sur Terre a eu lieu le 22 décembre, mais les précieux échantillons n’ont été rapatriés en France que fin février. Leur analyse va pouvoir débuter.
« Initialement, nous ne pensions pas travailler sur les organoïdes, raconte Miria Ricchetti, qui, à l’Institut Pasteur, étudie une maladie neurodégénérative rare et fatale, le syndrome de Cockayne. Dans sa forme la plus sévère, elle se traduit par le décès du patient en général vers l’âge de 7 ans, voire plus tôt. Mais les modèles animaux ne fonctionnent pas. Nous étions dans une forme d’impasse. »
Pas de pesanteur, ça change tout
En 2013, Madeline Lancaster (de l’Académie des sciences autrichienne, à Vienne) a décrit le premier organoïde cérébral. Frank Yates, enseignant chercheur à SupBiotech, a aussitôt tenté d’en produire pour étudier des maladies neurodégénératives. La thématique intéresse également Jean-Philippe Deslys, qui héberge l’équipe de Frank Yates dans son laboratoire du CEA à Fontenay-aux-Roses (Hauts-de-Seine) : ces organoïdes ne pourraient-ils pas aussi mimer les maladies à prions et apparentées, telles qu’Alzheimer ou Parkinson, qu’il étudie ?
L’expérience Cerebral Ageing est à la convergence de leurs interrogations communes : « Nous avons investi sur cette technologie pour explorer des liens possibles du syndrome de Cockayne avec le vieillissement normal et d’autres maladies neurodégénératives », indique Miria Ricchetti, qui a accueilli en thèse Tara Fournier, une ingénieure formée auprès de Frank Yates, pour développer un modèle in vitro de la maladie.
Dans l’ISS, le projet consistait à comparer des organoïdes cérébraux issus de cellules de patients atteints de syndrome de Cockayne à des contrôles sains, mais aussi à leurs équivalents restés sur Terre, et ce à différents stades de mise en culture. C’est initialement Thomas Pesquet qui devait « recharger » en nutriments ces organoïdes et recueillir leurs effluents lors de sa mission en 2021, mais divers aléas ont fait que ce sont finalement deux astronautes américaines qui ont eu la charge de donner les minutieux coups de pipette en apesanteur lors d’une mission ultérieure.
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