Littérature scientifique sur le sujet « Organoïdes dérivé de patients »

Les organoïdes rénaux dérivés de cellules souches pluripotentes sont devenus une réelle alternative à l’utilisation de modèles in vitro limités ou de modèles animaux contraignants et d’utilisation sensible. La compréhension des mécanismes clés de développement du rein a permis d’établir des protocoles permettant, à partir de cellules souches pluripotentes, d’obtenir de tels organoïdes, qui sont constitués de structures hautement complexes et organisées, contenant plusieurs types cellulaires. Ces organes miniatures permettent des applications majeures : la possibilité de contrôler le génome des iPSC (induced pluripotent stem cell), par sélection de patients atteints de pathologies spécifiques ou par édition de génome, permet d’obtenir in vitro des organoïdes rénaux qui intègrent des mécanismes physiopathologiques, comme le développement de kystes observé dans la polykystose rénale. Ces organoïdes peuvent également être utilisés pour des applications « haut-débit » afin d’accélérer la mise au point de tests de molécules néphrotoxiques ou de composés thérapeutiques. Enfin, les organoïdes rénaux présentent un intérêt majeur dans un contexte de réparation tissulaire, une application qui reste limitée actuellement et pour laquelle de nombreuses barrières restent à franchir.

L’adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC) est une maladie à évolution rapide le plus souvent mortelle. Malgré les énormes progrès dans la compréhension des mécanismes reliés à la pathogenèse du PDAC, l’impact de ces avancées sur la prise en charge des patients se fait encore attendre. L’une des applications les plus prometteuses des organoïdes est qu’ils peuvent servir de plate-forme pour la sélection de drogues mieux adaptées à chaque patient. Les organoïdes pancréatiques peuvent être générés à partir de petites quantités de tissu. Cette approche a ainsi le potentiel d’identifier les vulnérabilités thérapeutiques individuelles en permettant de personnaliser les traitements. Ces analyses nécessitent néanmoins plusieurs semaines avant d’obtenir suffisamment d’organoïdes d’un même individu, de pouvoir réaliser les tests de plusieurs drogues et d’analyser les résultats, ce qui limite l’utilisation de cette méthodologie en pratique clinique courante pour les patients, dont il faut se rappeler que la moitié décède dans les 6 mois qui suivent le diagnostic. Pour surmonter cet obstacle, nous avons évalué la capacité d’identification de patients présentant un profil particulier de sensibilité à un traitement donné, de signatures moléculaires transcriptomiques. Les approches fondées sur ce type de profilage transcriptomique ont l’énorme avantage d’utiliser très peu de matériel biologique. Elles permettent également de réduire sensiblement le temps pour la sélection des drogues qui se révèlent plus efficaces pour un patient défini.

La greffe d’îlots pancréatiques permet de remplacer les cellules β de manière minimalement invasive, et d’améliorer significativement la qualité de vie des patients présentant un diabète de type 1. Cependant, ces mini-organes endocriniens, lorsqu’ils sont transplantés après une procédure d’extraction enzymatique du pancréas, se retrouvent déconnectés de leur vascularisation et de leur support fonctionnel. Les îlots doivent de plus faire face aux attaques des systèmes immunitaires inné et adaptatif, ainsi qu’à la récidive de l’auto-immunité. L’utilisation et la création d’organoïdes produisant et sécrétant de l’insuline permettent non seulement de contrôler et d’homogénéiser leur taille, mais également leur composition, avec la possibilité d’ajouter des cellules essentielles à leur survie, telles que des cellules endothéliales ou des cellules possédant des propriétés anti-inflammatoires et immuno-modulatrices. Dans cette revue, nous décrivons les obstacles rencontrés dans la greffe d’îlots et détaillons les bénéfices de l’utilisation d’organoïdes pour les surmonter.

Les îlots de Langerhans isolés de donneurs en état de mort encéphalique constituent actuellement la seule source de cellules pour la transplantation de patients atteints de diabète de type 1. Cette approche thérapeutique reste cependant compromise par la rareté des donneurs et par certains aspects techniques. L’utilisation de sources alternatives de cellules productrices d’insuline est donc un enjeu tant thérapeutique que pour la recherche pharmacologique. Plusieurs équipes dans le monde, dont la nôtre, développent des modèles de culture cellulaire en 3D, les Langerhanoïdes, qui sont physiologiquement proches des îlots pancréatiques humains. Dans cette revue, nous décrivons les récentes avancées mimant la niche pancréatique (matrice extracellulaire, vascularisation, microfluidique), permettant ainsi d’accroître la fonctionnalité de ces Langerhanoïdes.

L’étude des maladies digestives est parfois limitée par l’accès aux tissus de patients et les modèles précliniques ne sont pas toujours fidèles aux pathologies observées chez l’homme. Dans ce contexte, le développement d’organoïdes intestinaux à partir de cellules souches pluripotentes humaines représente une avancée importante dans l’étude des processus physiologiques et des pathologies digestives. Dans cette revue, nous rappelons les étapes majeures du développement du tractus digestif chez l’homme et décrivons le rationnel de la différenciation dirigée des cellules souches pluripotentes humaines. Nous faisons également un état des lieux sur les différents types d’organoïdes intestinaux existants et leurs applications en recherche fondamentale et préclinique. Enfin, nous discutons des opportunités offertes par les organoïdes intestinaux humains dans un contexte de médecine de précision et de médecine réparatrice.

En cas d'hématémèse, une endoscopie en urgence doit être effectuée aussi rapidement que possible. En cas de mise en évidence d'un ulcère, un traitement par endoscopie doit être effectué en présence d'un saignement actif ou de vaisseaux visibles. Il n'y a pas de différence significative entre les différentes formes d'hémostase. La méthode de référence en cas de saignement de varices oesophagiennes est l'hémostase endoscopique par ligature ou sclérose. Pour la prévention de récidive, la ligature s'est imposée comme la méthode de choix en raison de taux de complications nettement plus bas. Il est recommandé de compléter le traitement par un bêtabloquant, particulièrement chez les patients qui présentent une gastropathie hypertensive portale. En prophylaxie primaire, l'indication à un traitement combinant un bêtabloquant et un dérivé nitré est posée chez les patients avec de grosses varices de coloration rouge et chez ceux présentant une fonction hépatique perturbée.

RésuméLe transporteur de la sérotonine sodium-dépendant est associé à la membrane plasmatique des plaquettes et des terminaisons nerveuses sérotoninergiques et constitue le mécanisme physiologique d’inactivation de la sérotonine. Un déficit en sérotonine est associé à la pathophysiologie de la dépression, et il a été suggéré que des modifications du transporteur de la sérotonine pouvaient exister au moment des épisodes dépressifs. En particulier, le nombre de sites transporteurs pourrait être diminué sur les plaquettes sanguines de patients déprimés, et des résultats comparables ont été obtenus dans certaines régions du cerveau humain post-mortem. Les inhibiteurs tricycliques et nontricycliques de la capture de sérotonine sont des antidépresseurs efficaces. Cependant, il existe une période de latence de 2 à 3 semaines entre le début du traitement et l’effet thérapeutique maximal. C’est pourquoi les études consacrées aux propriétés biochimiques et à la caractérisation moléculaire du transporteur de la sérotonine sont d’un intérêt particulier. La capture de la sérotonine par le transporteur êeut être inhibée sélectivement par le citalopram, la paroxétine, l’indalpine, la fluoxétine et le SL 81 0385. Cet effet se traduit in vitro par une augmentation de la neurotransmission sérotoninergique comme on a pu le montrer pour la paroxétine et le SL 81 0385 sur la libération de sérotonine induite par stimulation électrique dans des coupes de cortex frontal humain. Les dérivés marqués inhibiteurs de la capture tels que l’imipramine-[3H], la paroxétine-[3H] et le citalopram-[3H] ont été utilisés comme ligands spécifiques pour caractériser le transporteur. Dans les expériences de dissociation de la liaison de la paroxétine-[3H] aux membranes de cortex cérébral de rat, le citalopram, l’indalpine, la fluoxétine, le SL 81 0385, l’imipramine et la sérotonine ont des valeurs de 1½ de dissociation similaires à celle obtenue pour la paroxétine. De plus, le SL 81 0385, la fluoxétine, l’imipramine et la sérotonine induisent une protection contre l’inactivation de la liaison de la paroxétine-[3H] par le N-éthylmaléimide aux membranes de cortex cérébral de rat. Ces résultats suggèrent que le domaine de liaison des inhibiteurs tricyliques et non-tricycliques de la capture de sérotonine correspond à un site d’exclusion mutuelle par rapport au site de reconnaissance du substrat. Le transporteur neuronal de la sérotonine des membranes de cortex cérébral de rat a été solubilisé et purifié par chromatographie d’affinité sur une résine agarose à laquelle un dérivé du citalopram a été fixé par liaison covalente. La liaison de la paroxétine-[3H] à la préparation purifiée est caractérisée par un Kd de 0.71 nM et un Bmax supérieur à 1 962 pmol/mg de protéines. La purification du transporteur se traduit par un accroissement de plus de 3 000 fois de l’activité de la liaison de la paroxétine-[3H] par rapport à celle de la préparation membranaire initiale. Le profil pharmacologique de la liaison de la paroxétine-[3H] à cette préparation purifiée est préservé puisque les valeurs de Ki pour le citalopram, l’imipramine et la sérotonine sont respectivement de 19 nM, 80 nM et 3,5 μM, comparables aux Ki de ces composés sur la liaison de la paroxétine-[3H] aux membranes de cortex cérébral de rat. La purification du transporteur ainsi obtenue est la première étape qui doit permettre d’analyser les propriétés fonctionnelles du transporteur au niveau moléculaire.

Malgré les nombreuses avancées récentes, le cancer du poumon est la première cause de mortalité par cancer à travers le monde. Chaque année de nouvelles molécules thérapeutiques sont développées pour lutter contre cette maladie dont le pronostic demeure sombre. Le développement de la médecine de précision doit permettre d’en améliorer l’efficacité. Dans cette perspective, nous avons optimisé un modèle d’organoïde dérivé de patients atteints de cancer du poumon. Dans ce travail, nous avons pu montrer que notre modèle est reproductible et qu’il mime la tumeur du patient. Enfin, la formation d’un réseau vasculaire au niveau de l’organoïde est possible : celui-ci peut infiltrer l’organoïde formé, mais peut également se développer à partir de l’organoïde pour infiltrer le micro-environnement. Le modèle que nous mettons en avant répond donc au cahier des charges d’un modèle d’Avatar patient. Les tests de molécules thérapeutiques ou d’irradiation que nous réalisons actuellement nous permettrons de définir si ce modèle est compatible avec une future utilisation en pratique clinique pour améliorer la prise en charge des patients atteints de cancer du poumon
Despite numerous recent advances, lung cancer is the leading cause of cancer mortality worldwide. Every year, new therapeutic drugs are developed to fight this disease whose prognosis remains poor. The development of precision medicine should make it possible to improve its effectiveness. In this perspective, we have optimized an organoid model derived from lung cancer patients. In this work, we were able to show that our model is reproducible and that it mimics the patient's tumor. Finally, the formation of a vascular network at the level of the organoid is possible : it can infiltrate the formed organoid but can also grow from the organoid to infiltrate the microenvironment. The model that we put forward thus meets the specifications of a patient Avatar model. The tests of therapeutic drugs or irradiation that we are currently carrying out will allow us to define if this model is compatible with a future use in clinical practice to improve the management of patients diagnosed with lung cancer

Chaque année, plus de 150 000 décès sont associés aux cancers épithéliaux de l’ovaire dans le monde, notamment en raison du développement d’une résistance à la chimiothérapie. Environ la moitié de ces cancers présentent des altérations moléculaires provoquant une déficience de la réparation de l’ADN par recombinaison homologue (HRD) qui les sensibilise à l’action des inhibiteurs de la protéine PARP (PARPi). A ce jour, il n’existe pas de test capable d’appréhender le phénotype HRD dans sa globalité, limitant ainsi l’accès à ces traitements. Dans ce contexte, nous avons entrepris de mettre au point des tests fonctionnels basés sur l’utilisation d’explants tumoraux tranchés puis sur l’utilisation d’organoïdes tumoraux dérivés de tumeurs ovariennes de patientes chimio-naïves ou antérieurement traitées. La culture d’explants s’est révélée inappropriée pour la réalisation de ces tests et nous avons alors focalisé nos travaux sur les organoïdes tumoraux. Ces derniers ont été exposés au carboplatine (traitement de 1e ligne) et à deux inhibiteurs de PARP (l’olaparib et le niraparib) utilisés en traitement d’entretien. En parallèle, nous avons collecté les données cliniques des patientes (survie, intervalle sans platine, RECIST, traitements) afin d’évaluer le potentiel prédictif de ces modèles. Les organoïdes tumoraux établis ont répondu de façon hétérogène aux différents médicaments testés, et nos résultats montrent que les tests réalisés sur les organoïdes sont capables d’identifier des patientes présentant un niveau de résistance élevé au carboplatine, suggérant que ce test fonctionnel pourrait présenter un intérêt prédictif vis-à-vis de ce médicament. Concernant le potentiel prédictif des organoïdes vis-à-vis des PARPi, des profils de sensibilité variés ont été identifiés, mais la corrélation avec la réponse clinique reste à établir par des études menées sur des échantillons de tumeurs issus de patientes traitées par ces médicaments
Worldwide each year, more than 150 000 women die from epithelial ovarian cancer largely due to emergence of resistance to chemotherapy. Approximately half of these cancers display molecular alterations that cause deficiency of DNA repair via homologous recombination (HRD), which confer sensitivity to PARP protein inhibitors (PARPi). To date, there is no test capable of fully identifying the HRD phenotype, thus limiting access to these treatments. In this context, we are developing functional assays based on the use of tumor explant slices and then, on the use of tumor organoids derived from ovarian tumors of chemotherapy-naive or previously treated patients. The culture of explants was unsuitable for this application and we then focused our work on tumor organoids. Tumor organoids were exposed to carboplatin (first-line treatment) and two PARP inhibitors (olaparib and niraparib) used for maintenance therapy. In parallel, we collected clinical data from patients (survival, platinum-free interval, RECIST, treatments) to evaluate the predictive potential of these models. The established tumor organoids responded heterogeneously to different drugs, and our results show that the organoid-based assay is capable of identifying patients highly resistant to carboplatin, suggesting that this functional assay could have a predictive value for patients treated with carboplatin. Regarding the potential of organoids in predicting PARPi response, multiple sensitivity profiles have been identified, but the correlation with clinical response has yet to be determined by studies conducted on tumor samples from patients treated with these drugs