Organoïdes : alternatives aux animaux de laboratoire pour les études de drug screening et autres applications biomédicales

Ceron, Rozenn (2024) Organoïdes : alternatives aux animaux de laboratoire pour les études de drug screening et autres applications biomédicales. Thèse d'exercice en Thèses > Pharmacie, Université Toulouse III - Paul Sabatier.

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Résumé en français

Le modèle animal est le modèle d'étude le plus utilisé en recherche et développement pour produire de nouveaux traitements. Cependant, il présente certaines limites, comme le manque de fiabilité. Il devient alors nécessaire de développer un modèle plus prédictif et plus représentatif de la physiologie humaine : les organoïdes. Les organoïdes sont des structures tridimensionnelles cultivées in vitro à partir de cellules souches pluripotentes, embryonnaires ou adultes, capables d'imiter les caractéristiques et les fonctions physiologiques humaines. Leur potentiel s'étend à de nombreuses applications biomédicales, telles que la modélisation de pathologies, afin de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques, ou encore la possibilité de mener des études plus efficaces de drug screening, de toxicité et de sécurité. Actuellement, la part d'échecs dans les essais précliniques et cliniques est supérieure au taux de réussite, en raison d'un manque d'efficacité et de sécurité. Par conséquent, l'emploi des organoïdes dans de telles études permettrait, à la fois, d'identifier plus rapidement les molécules inefficaces et toxiques, mais également de réduire le nombre d'échecs et le nombre d'animaux utilisés. Les organoïdes favoriseraient ainsi la prédiction de potentiels effets thérapeutiques ou indésirables sur les tissus d'intérêt. Le foie est un organe indispensable à la métabolisation des médicaments. L'exploration des mécanismes moléculaires et cellulaires de diverses pathologies hépatiques est possible grâce aux organoïdes. Cet avantage de modélisation permet d'analyser de manière plus spécifique la réponse aux traitements et ainsi de développer des thérapies adaptées, en prenant en compte, par exemple, la variabilité génétique. Les nouvelles technologies nous permettent également de créer des biopuces, dispositifs miniaturisés incluant la microfluidique, dans lesquels de nombreux paramètres cellulaires sont favorisés. Afin de reproduire la physiologie humaine, des organoïdes de tendons produits par électrospinning ont été mis en culture avec des biopuces hépatiques ; l'objectif étant de mimer la métabolisation hépatique de deux molécules ayant des effets indésirables sur le tissus tendineux. Cette expérience, menée au sein du laboratoire BMBI (BioMécanique et BioIngénierie) de l'Université de Technologie de Compiègne, a été réalisée après avoir produit des organoïdes de tendons pour réaliser des études de toxicité médicamenteuse. Toutes ces recherches mettent en évidence le potentiel des organoïdes à améliorer la recherche et le développement de nouvelles thérapies. Leur place dans l'industrie pharmaceutique permettra de favoriser la mise en place de la médecine personnalisée.

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