Une première mondiale : des mini-reins créés en labo fonctionnent dans un corps vivant

La maladie polykystique des reins (PKD) est une affection génétique fréquente, marquée par la formation de kystes dans les reins qui peuvent conduire à l’insuffisance rénale. Les traitements actuels – dialyse, greffe de rein ou Tolvaptan – restent imparfaits : la dialyse altère la qualité de vie, la greffe est rare, et Tolvaptan, bien qu’efficace, est coûteux et peut endommager le foie. Pour améliorer cette situation, des chercheurs à Singapour ont greffé des mini-reins à des souris, une avancée prometteuse pour mieux comprendre la PKD et développer des traitements plus sûrs et personnalisés.

Les chercheurs de l’Université technologique de Nanyang, en collaboration avec la Lee Kong Chian School of Medicine, ont mis au point de mini-reins à partir de cellules souches dérivées de la peau de patients atteints de PKD. Ces petits organes, appelés organoïdes rénaux, imitent la structure et certaines fonctions des reins humains. Contrairement aux anciennes méthodes qui les faisaient simplement pousser dans une boîte de laboratoire, l’équipe de NTU a franchi une étape majeure : ils ont greffé ces mini-reins sur des souris vivantes. Ce procédé permet de reproduire avec plus de précision les effets réels de la maladie, en tenant compte de la circulation sanguine, du mouvement des liquides et de la communication entre cellules et organes.

Greffer des mini-reins sur des souris permet aux chercheurs de mieux reproduire le fonctionnement réel des reins humains, ce qui améliore considérablement l’étude de la PKD. Selon la professeure adjointe Xia Yun, cette méthode a permis d’observer des symptômes proches de ceux des patients humains, sans avoir à utiliser de produits chimiques ou de stimulations artificielles. Les mini-reins ont formé spontanément des kystes, un progrès important par rapport aux anciennes méthodes en laboratoire, où les organoïdes avaient besoin d’être forcés pour produire ces kystes.

Les scientifiques savaient déjà que des anomalies dans le cilium primaire – une petite structure présente sur les cellules des reins – jouent un rôle clé dans la formation des kystes. Mais le lien entre ce cilium et le métabolisme cellulaire, notamment un processus appelé autophagie (le “nettoyage” naturel des cellules), restait difficile à observer sur des modèles vivants. Grâce à leurs mini-reins greffés sur des souris, l’équipe de NTU a découvert que stimuler l’autophagie permettait de réduire la gravité des kystes. Ce résultat ouvre la voie à un traitement potentiel et innovant contre la PKD.

À la suite de leur découverte sur l’autophagie, les chercheurs de NTU ont testé 22 médicaments liés au métabolisme cellulaire. À leur grande surprise, le minoxidil, un médicament utilisé depuis longtemps pour traiter l’hypertension et la calvitie, s’est révélé efficace pour réduire la formation de kystes chez les souris atteintes de PKD. Sa sécurité clinique déjà établie en fait un candidat prometteur pour un futur traitement de la maladie polykystique des reins, même si des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer son efficacité.

Forte de ces premiers résultats, l’équipe de NTU prévoit maintenant d’approfondir l’étude du minoxidil et d’adapter ses modèles de mini-reins à d’autres maladies, comme la néphropathie diabétique. Contrairement à la PKD, cette dernière n’a pas d’origine génétique claire, ce qui rend son étude plus complexe. Grâce aux mini-reins, les chercheurs espèrent concevoir des traitements plus personnalisés et efficaces, en s’adaptant à chaque type de pathologie rénale. Selon la professeure Ng Kar Hui, un traitement efficace de la PKD pourrait déjà soulager de nombreux patients, notamment à Singapour, où les cas d’insuffisance rénale sont en hausse.

Un avantage majeur de ces mini-reins est leur capacité à simuler les reins de chaque patient. Puisque les erreurs génétiques varient d’une personne à l’autre, les chercheurs peuvent créer des organoïdes adaptés à chaque profil. Cela permet de tester l’efficacité des médicaments sans toucher au patient réel, évitant ainsi les effets secondaires. Cette approche accélère les traitements personnalisés et augmente les chances de réussite des thérapies.

Pendant que NTU perfectionne ses mini-reins, des chercheurs aux États-Unis, à l’UCSF et Cedars-Sinai, tentent quant à eux de construire des organes complets à partir de zéro. Leur méthode repose sur des cellules dites “organisatrices”, capables de guider la transformation des cellules souches en tissus précis. Jusque-là, ces cellules naturelles avaient des limites dans la complexité des organes qu’elles pouvaient former.

Les chercheurs Wendell Lim (UCSF) et Ophir Klein (Cedars-Sinai) ont conçu des cellules organisatrices synthétiques, capables d’envoyer des signaux personnalisés aux cellules souches. Grâce à un placement précis et des programmes de signalisation contrôlés, ils réussissent à manipuler l’expression des gènes et à guider les cellules pour qu’elles forment des structures organiques rudimentaires. C’est une avancée clé pour créer des organes complexes en laboratoire.

Dans une expérience impressionnante, ces techniques ont permis de former des structures proches de ventricules cardiaques, avec des battements rythmiques et de petits vaisseaux sanguins. Bien que des cellules cardiaques battantes aient déjà été créées en laboratoire, cette fois, les scientifiques sont allés plus loin : la structure du cœur est mieux définie, avec des cavités et des éléments vasculaires. Cela marque un pas décisif vers la fabrication d’organes fonctionnels.

Les avancées de NTU avec les mini-reins et celles de UCSF/Cedars-Sinai avec les cellules organisatrices montrent que la médecine régénérative progresse à grande vitesse. Même si la fabrication d’organes complets prêts à être transplantés reste un défi technique, les chercheurs posent aujourd’hui les fondations solides de cette révolution. Pour des millions de personnes atteintes de maladies génétiques ou en attente de greffe, ces travaux représentent un véritable espoir.