December 7, 2022

Pour évaluer si un composé est prometteur pour le traitement d’une maladie, les chercheurs commencent généralement par étudier son utilisation chez les animaux. Cela nous permet de voir si le composé a une chance de guérir la maladie.

Cependant, les modèles animaux reproduisent rarement tous les aspects d’une maladie. L’alternative est de représenter la maladie dans des cultures cellulaires. Alors qu’à première vue, les boîtes de Pétri semblent assez différentes d’une personne atteinte d’une maladie, la réalité pourrait être tout autre si vous les regardez de plus près.

La maladie d’Alzheimer a été guérie plus de 400 fois en laboratoire. Comment alors peut-on encore considérer la maladie d’Alzheimer comme incurable ? La raison en est qu’il n’a été guéri chez les animaux.

Une souris ne développe pas naturellement la maladie d’Alzheimer, il faut l’induire. Pour ce faire, les scientifiques utilisent nos connaissances limitées sur ce qui déclenche la maladie d’Alzheimer et le reproduisent chez la souris. En bref, ces souris n’ont pas la maladie d’Alzheimer : elles ont notre conception erronée de la maladie d’Alzheimer.

En tant qu’étudiante au doctorat en psychologie, j’ai effectué un stage de recherche au Centre de santé de l’Université de Montréal (CHUM) dans le laboratoire de la professeure Nicole Leclerc, dans le but de développer de nouveaux modèles pour étudier la maladie d’Alzheimer tout en écartant nos théories limitées sur la maladie.

Dans la science moderne, un nouveau composé non testé ne peut pas être utilisé pour traiter une maladie humaine parce qu’il présente un risque inacceptable. Par conséquent, un modèle de maladie, qui reproduit nos observations de la maladie chez l’homme, est utilisé pour tester si le nouveau composé est prometteur. Les modèles de maladies, qui impliquent souvent des animaux, permettent aux chercheurs de développer des traitements et des outils de diagnostic. Ils nous permettent également de mieux comprendre processus à l’origine de la maladie étudiée. Les modèles sont un outil essentiel en science biomédicale.

Modèles de maladies du futur

Étudier une maladie serait plus facile si nous pouvions directement observer et agir sur les cellules qui cessent de fonctionner correctement. Dans le cas de la maladie d’Alzheimer, il est impossible de prélever une tranche de cerveau d’une personne vivante pour expérimenter sur les neurones à l’intérieur.

Cependant, je travaille sur le développement d’une technique qui sera très proche de reproduire ce processus. En prélevant un petit morceau de peau du patient, je peux faire croître les cellules dans une boîte de Pétri et les transformer en neurones en un mois environ.

La méthode tire parti du fait que toutes les cellules du corps d’une personne ont le même code génétique. Ce qui différencie une cellule cutanée d’un neurone, ce sont simplement les gènes que la cellule exprime. Cela signifie que je peux forcer une cellule cutanée à exprimer des gènes neuronaux typiques pour qu’elle se transforme progressivement en neurone.

Ces neurones conservent les signatures du vieillissement, cruciales pour l’étude des maladies liées à l’âge. Les avantages sont clairs : on peut produire une colonie de neurones humains à partir d’une personne atteinte de la maladie d’Alzheimer. Les neurones des malades d’Alzheimer vont alors se développer Les caractéristiques d’Alzheimerfaciliter l’étude de la maladie.

Cependant, le neurone ne fonctionne pas dans le vide ; d’autres types de cellules interagissent avec elle. Pour améliorer une culture neuronale, les chercheurs peuvent pousser le concept encore plus loin en produisant organoïdes. Ce sont des cultures cellulaires comprenant plusieurs types de cellules. Un organoïde cérébral pourrait recréer plus précisément la fonction cérébrale et constituer un meilleur modèle de maladies du système nerveux.

Modèles de maladies polyvalents

Si une cellule fonctionne anormalement chez une personne atteinte d’une maladie particulière, nous essaierons de comprendre son comportement. En observant un modèle de la maladie, on peut savoir si ce fonctionnement anormal est similaire à celui observé dans le cerveau de patients réels. Si c’est le cas, nous pouvons essayer de modifier la fonction cellulaire dans notre modèle pour voir s’il y a un effet bénéfique.

La fonction première des modèles est de faciliter l’étude d’une maladie. Un bon modèle doit représenter la maladie de la manière la plus fiable possible. Lorsqu’un modèle est jugé suffisamment représentatif de la maladie, il peut être utilisé dans des études précliniques pour vérifier si un composé a le potentiel de la guérir sans être nocif.

Lorsque la maladie est bien reproduite par le modèle, les chercheurs peuvent supposer qu’un traitement qui agit dessus fonctionnera probablement chez les personnes atteintes de la maladie. Les cultures cellulaires et les organoïdes de patients sont particulièrement prometteurs à cause de cela. Même si nous ne connaissons pas toutes les caractéristiques d’une maladie, il est possible que celles-ci soient également reproduites dans les modèles.

Étant donné que ces modèles proviennent de vrais patients, ils pourraient être utilisés dans un troisième but unique à l’avenir : médecine personnalisée. Les patients atteints d’une même maladie sont hétérogènes et peuvent ne pas répondre de la même manière à un traitement. Lorsque plusieurs types de thérapies existent, nous nous appuyons sur des essais et des erreurs pour identifier la meilleure pour chaque patient.

En 2021, l’équipe de Kimberly K. Leslie à l’Université de l’Iowa a démontré que les organoïdes pourraient remédier à ce problème. Ils ont utilisé des tissus cancéreux de l’endomètre et de l’ovaire de patients pour créer des organoïdes, montrant leur potentiel pour évaluer différents traitements. La même année, une équipe de Singapour et de Hong Kong a démontré que les organoïdes pouvaient être utilisés pour prédire la réponse des tumeurs du nasopharynx à la radiothérapie et ajuster la dose.

Cette méthode peut permettre de sélectionner le traitement le plus prometteur pour un individu dans un délai beaucoup plus court. Mais il n’a été testé que sur des modèles animaux et des extraits cellulaires, et sa faisabilité chez l’homme reste à prouver.

Des modèles prometteurs mais imparfaits

Un traitement qui fonctionne dans un modèle de maladie ne fonctionnera pas nécessairement chez l’homme. C’est précisément pourquoi la maladie d’Alzheimer, ou du moins sa reconstruction dans un modèle animal de laboratoire, a été « guérie » plus de 400 fois mais pas chez l’homme.

De même, il est possible que des composés qui ralentissent la progression de la maladie d’Alzheimer n’aient pas réussi à guérir ces animaux et aient été jetés. Pour les maladies neurodégénératives comme Alzheimer, créer un modèle représentatif est particulièrement complexe car la maladie n’a pas de cause unique. Nous savons de des centaines de processus que l’on pense dérégulés par la maladie d’Alzheimerimpliquant les systèmes nerveux, cardiovasculaire et immunitaire.

Il n’est pas encore possible de reproduire ces interactions dans des cultures cellulaires. Même si les futurs modèles permettent aux chercheurs de mieux représenter la maladie, et peut-être de découvrir des traitements, ils seront toujours imparfaits. Ainsi, trouver un remède dans un modèle ne sera jamais la même chose que d’identifier un remède à une maladie.La conversation

Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.

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