Organoïdes: Des savoir-faire valorisés par des start-ups

Standardiser les cultures grâce à des hydrogels microstructurés

Les plateformes de culture cellulaire en hydrogel que développe SUN bioscience, spin-off du Laboratoire de bioingénierie des cellules-souches, ont pour but de standardiser la culture des organoïdes. Cela permettra non seulement aux chercheurs de gagner du temps en facilitant les manipulations, mais surtout d’améliorer la fiabilité et la reproductibilité des expériences.

Intestin, foie, cœur : des organoïdes de diverses natures ont déjà pu être produits dans ces «moules» microstructurés. «Nous avons même réussi à faire croître des organoïdes difficiles à faire pousser comme la rétine, souligne Nathalie Brandenberg, cofondatrice de l’entreprise avec Sylke Hoehnel. Quand nous nous sommes aperçues que le taux de différenciation des cellules rétinales était de 90% grâce à notre plateforme spéciale, contre 60% auparavant, nous avons réalisé le potentiel de notre dispositif.» Les plateformes de la jeune entreprise fondée en 2016 sont déjà utilisées par des entreprises pharmaceutiques. «Les retours sont très positifs», souligne la chercheuse.

Leur structure est également utilisée pour des études au CHUV, par exemple sur la mucoviscidose. Un «micro-intestin» produit à partir de cellules-souches adultes pourrait devenir un outil pour tester la réponse de patients atteints de cette maladie aux derniers traitements mis sur le marché.

L’environnement et les nutri-ments ad hoc pour bien grandir

La matrice extracellulaire est essentielle à la bonne croissance des organoïdes. Les cellules-souches qui leur donneront naissance sont actuellement cultivées dans un gel d’origine animale, source de nombreux biais dans les expériences qu’il permet de réaliser. Afin d’améliorer la fiabilité et la reproductibilité des expériences, et utiliser les organoïdes à plus grande échelle, la start-up QGel, basée à l'EPFL Innovation Park, a mis au point un gel synthétique adapté à chaque type d’organoïde.

Grâce à ce gel, elle fait croître des microtumeurs sur lesquelles est testé un vaste panel de molécules représentant autant de traitements potentiels. QGel vise aussi la médecine personnalisée en faisant croître des cellules tumorales d’un patient pour y tester le médicament le plus efficace. Cette spin-off du Laboratoire de bioingénierie des cellules-souches a levé 12 millions de dollars fin 2016 pour son développement.

Des organoïdes observés comme jamais

La spin-off Viventis Microscopy développe un microscope à nappe de lumière d’un nouveau genre qui permet d’obtenir un time laps d’un organoïde vivant. A raison d’une prise de vue toutes les cinq minutes, sur cinq jours, il ouvre une nouvelle palette d’expériences. Il est par exemple possible de suivre avec précision la formation d'un organoïde intestinal à partir d'une seule cellule-souche. Plusieurs échantillons peuvent même être observés en parallèle.

Le microscope à nappe de lumière, un type de microscopie à fluorescence basée sur l’illumination sélective d'un seul plan, est bien connu des laboratoires. Des couches précises de l’échantillon sont observables grâce à son faisceau laser focalisé dans une direction et qui se disperse très peu dans l'autre, formant ainsi une «nappe». Mais sa conception ne permettait pas, jusqu’à présent, d’observer en parallèle plusieurs échantillons de cellules vivantes. Deux chercheurs en science de la vie, Petr Strnad et Andrea Boni, aujourd’hui à la tête de la start-up, ont donc modifié le dispositif de manière à rendre cela possible.

Leur système est également applicable pour observer le développement de plusieurs échantillons vivants à différentes échelles (par exemple le poisson-zèbre, l'embryon de souris ou encore de vers C. elegans). Plusieurs microscopes de ce type sont actuellement utilisés par des laboratoires à Bâle ainsi qu’à l’EPFL.