Un rein de laboratoire transplanté chez des rats produit de l'urine

Des scientifiques américains ont cultivé des reins qui produisent de l'urine rudimentaire en laboratoire et également après avoir été transplantés chez des rats. Ils espèrent affiner l'approche afin qu'un jour, il soit possible de développer des reins humains en laboratoire qui fonctionnent aussi bien que des reins de donneurs chez les patients transplantés, mais sans qu'ils aient besoin de prendre des médicaments pour supprimer leur système immunitaire.
L'approche unique ne fait pas pousser un rein totalement à partir de rien, mais enlève les cellules du vieux rein défaillant, laissant un échafaudage 3D en nid d'abeille de la forme appropriée, puis le remplit de cellules rénales et de vaisseaux sanguins. .
Cette approche a déjà été utilisée pour bio-ingénierie des coeurs, des poumons et du foie, mais les reins, qui filtrent le sang pour éliminer les déchets toxiques en vue de leur élimination, sont l'un des organes les plus complexes du corps. celui qui fonctionne.
La nouvelle étude montre que les reins produits en laboratoire ne sont pas aussi performants que les reins originaux, mais l’approche se révèle très prometteuse, affirment les chercheurs, qui écrivent à propos de leur travail dans un article publié en ligne cette semaine. Médecine de la nature.
L'auteur principal, Harald Ott, du Center for Regenerative Medicine du Massachusetts General Hospital à Boston, déclare dans un communiqué:

Le rein fabriqué en laboratoire se développe dans un bioréacteur d'organe.
(photo du Laboratoire Ott, Centre de médecine régénérative de l'Hôpital général du Massachusetts)"Ce qui est unique dans cette approche, c'est que l'architecture de l'organe natif est préservée, de sorte que la greffe qui en résulte peut être transplantée comme un rein de donneur et connectée aux systèmes vasculaire et urinaire du receveur."

"Si cette technologie peut être adaptée aux greffons à taille humaine, les patients souffrant d'insuffisance rénale qui attendent actuellement des reins de donneurs ou qui ne sont pas candidats à la transplantation pourraient théoriquement recevoir de nouveaux organes provenant de leurs propres cellules."

De nombreux patients attendent un nouveau rein

Bien qu'environ 18 000 greffes de rein soient pratiquées chaque année aux États-Unis, plus de cinq fois plus d'Américains atteints d'insuffisance rénale terminale figurent sur la liste d'attente d'un organe donneur.
Même lorsqu'ils reçoivent un organe d'un donneur, les receveurs de reins doivent prendre des médicaments spéciaux toute leur vie pour empêcher leur système immunitaire de les rejeter. Cela peut affecter sérieusement leur santé et ne supprime toujours pas totalement les chances que leur corps finisse par rejeter l'organe donneur.
Si les reins étaient constitués de leurs propres cellules, ils n'auraient pas besoin de prendre de médicaments immunosuppresseurs.

Préparez d'abord l'échafaud, puis remplissez-le avec des cellules donneuses

Ott et ses collègues ont réalisé une étude en deux parties. La première consistait à éliminer les cellules pour créer un échafaudage viable, et la seconde à créer un organe fonctionnel.
Pour la première partie, ils ont dépouillé les cellules vivantes de l’organe donneur avec une solution détergente, laissant une 3D, échafaudage de collagène de la forme et de la taille correctes, avec l'architecture complexe et complexe de l'organe intacte.
Ils l'ont fait avec des reins de rat, puis se sont déplacés sur des reins de porc et humains et ont montré qu'il était possible d'intensifier le processus et de retirer les cellules des plus gros organes pour laisser un échafaudage viable.
Pour la deuxième partie, les chercheurs ont ensemencé l'échafaudage de collagène de rein de rat avec des cellules endothéliales humaines afin de reformer le système vasculaire dépouillé et les cellules rénales (corticales et médullaires) de rats nouveau-nés pour fabriquer le tissu rénal fonctionnel.
L’un des défis consistait à s’assurer que les cellules appropriées se rendaient à leur juste place. Cela impliquait la délivrance des cellules vasculaires (pour regarnir les cavités des vaisseaux sanguins dénudés) à travers l'artère rénale et les cellules du tissu rénal à travers l'uretère.
Ils devaient obtenir la pression de la solution pour délivrer les cellules juste, sinon ils ne se disperseraient pas dans tout l'organe.
Ils ont ensuite placé l'organe ensemencé pour «pousser» dans un bioréacteur pendant 12 jours maximum.

Les reins bioingéniés capables de produire des urines rudimentaires en laboratoire et chez les rats vivants

Pour tester le bon fonctionnement de l'organe transgénique, ils l'ont connecté à un système qui faisait passer le sang à travers les vaisseaux sanguins nouvellement formés, puis drainait toute "urine" de l'organe produit.
Ils ont constaté que le temps pendant lequel «l'urine» était loin d'être parfaite, il y avait des preuves que le nouvel organe essayait de filtrer le sang.
Les chercheurs ont également transplanté des reins transgéniques sur des rats vivants dont un rein avait été retiré. Ils ont découvert que les organes d'ingénierie avaient commencé à produire de l'urine dès qu'ils étaient connectés à l'apport sanguin des rats, sans saignement ni caillots sanguins.

Là encore, la fonction rénale des organes manipulés était loin d’être parfaite par rapport aux organes sains normaux. Les chercheurs affirment que cela pourrait être dû au fait qu'ils ont utilisé des cellules de rats nouveau-nés pour repeupler les échafaudages et estiment qu'un organe plus fonctionnel pourrait être fabriqué en modifiant les types de cellules utilisés pour le semis et en améliorant le processus de maturation du bioréacteur.

Idéalement, les organes issus de la bioingénierie devraient être "à la demande" des cellules du patient.

Ott dit que tandis que leur étude est une "preuve de principe" initiale, il espère qu'un jour, nous verrons que les reins fonctionnant au bio-ingénierie pleinement fonctionnels seront utilisés de la même manière que les organes de donneurs.
"Dans un monde idéal, de telles greffes pourraient être produites" à la demande "à partir des propres cellules d'un patient, ce qui nous aiderait à surmonter la pénurie d'organes et la nécessité d'une immunosuppression chronique", ajoute-t-il.
L'équipe cherche maintenant des moyens d'obtenir les types de cellules corrects chez les patients eux-mêmes, ainsi que d'améliorer le processus d'ensemencement et de mettre à niveau le système de croissance des organes pour traiter les reins de taille humaine.
Les fonds du New Innovator Award du National Institute of Health Director ont permis de financer cette étude.
Dans une autre étude récente, des chercheurs britanniques montrent comment il est possible de cultiver des dents transgéniques à partir de cellules gingivales comme alternative à l'implantation de fausses.

Écrit par Catharine Paddock PhD