La recherche d'un rein créé en laboratoire

ÉTANT DONNÉ la pénurie des organes transplantables, les chercheurs rivalisent d'inventivité pour trouver des stratégies de développement d'organes à partir de tissus cultivés invitro.

E. Rosines et coll. décrivent leur démarche, fondée sur le fait que les stades du développement du métanéphros rénal peuvent être séparés dans des modules distincts invitro.

A partir d'un prélèvement réalisé chez des embryons de rat, les chercheurs obtiennent invitro un tissu kidney-like, semblable au rein, qui contient des éléments transporteurs tubulaires, des structures glomérulaires ainsi qu'une vascularisation précoce.

L'événement initial du développement du métanéphros est la croissance du bourgeon urétéral, dérivant d'un tubule épithélial, le canal de Wolff. Mis en culture en présence de facteurs de croissance (GDNF pour Glial Cell-Derived Neutrophic Factor, ou bien de FGF pour Fibroblast Growth Factor, ou bien d'un facteur de croissance soluble), le canal de Wolff est le siège de nombreux bourgeons urétéraux, qui pénètrent dans le mésenchyme métanéphrotique. On assiste ensuite à la formation du système de collecte, par une morphogenèse intensive des branchements. Cela est permis par la mise en culture des bourgeons urétéraux dans un gel matriciel extracellulaire en présence de GNDF, ajouté à un médium sécrété par le mésenchyme métanéphrotique.

«Nous démontrons qu'un bourgeon urétéral isolé après formation in vitro a la capacité de former des branchements en culture.» Les bourgeons formés n'ont pas la forme caractéristique en T, mais ils croissent et se branchent invitro de manière similaire à ceux qui ont la forme en T. «Ce qui suggère que le stade de bourgeons enT peut être contourné, alors que c'est habituellement considéré comme une étape clé.»

La matrice extracellulaire joue un rôle d'étai indispensable au déroulement des étapes. Différents types de composants ont été essayés. Parmi ceux-ci, le Matrigel (contenant du collagène de type IV) permet ce développement.

Connexions entre mésenchyme métanéphrotique et bourgeons urétéraux.

Les auteurs se sont ensuite attachés à l'obtention des néphrons. Pour l'initier, ils ont recombiné les structures branchées avec du nouveau mésenchyme métanéphrotique. Sept jours plus tard, des structures branchées ont poussé et connecté des bourgeons urétéraux non branchés qui s'étaient formés à partir du canal de Wolff.

«Il est clair que des connexions se sont réalisées entre le mésenchyme métanéphrotique et les bourgeons urétéraux formés in vitro .» Ensuite, le tissu obtenu invitro a été greffé à des rats hôtes et l'on a assisté au développement de glomérules associés à une vascularisation.

Au total, cette stratégie a pour résultat la formation de tissu comportant des néphrons en position appropriée, des glomérules et les prémices d'une vascularisation en trois dimensions. On peut concevoir que ce système utilisant notamment des facteurs de croissance et de la solution Matrigel pourrait permettre de réaliser par bio-ingénierie du tissu kidney-like qui pourrait avoir une fonction rénale supplétive.

Et de manière prospective, si une structure tubulaire peut être formée à partir de cellules souches, adultes ou embryonnaires, cette stratégie peut aussi s'appliquer.

« Pro Natl Acad Sci », édition avancée en ligne.