Les scientifiques ont cultivé de minuscules cerveaux humains dans l’espace pour rechercher de nouveaux traitements contre la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et les lésions de la colonne vertébrale.
L’environnement de faible gravité de la Station spatiale internationale (ISS) a permis aux chercheurs de développer des organoïdes cérébraux en seulement 72 heures. Ce processus peut prendre des mois sur Terre.
Les organoïdes, qui sont des masses de cellules cultivées artificiellement qui imitent la structure et la fonction d’un organe humain, ont permis aux chercheurs de tester une nouvelle méthode pour guérir des maladies neurologiques actuellement incurables.
Le nouveau traitement prometteur, développé par la société de biotechnologie Axonis Therapeutics, utilise un virus reprogrammé pour administrer une thérapie génique bénéfique aux cellules du système nerveux central (SNC).
Ces virus modifiés sont appelés vecteurs viraux et pourraient être particulièrement utiles pour traiter les maladies d’Alzheimer, de Parkinson et les lésions de la moelle épinière.
Près de 600 000 Américains reçoivent un diagnostic de maladie d’Alzheimer ou de Parkinson chaque année, et environ 18 000 nouvelles lésions de la moelle épinière surviennent chaque année aux États-Unis.
Les tests ont révélé que le traitement proposé par l’entreprise fonctionnait chez la souris. Mais les thérapies géniques efficaces sur les modèles de rongeurs échouent souvent chez les humains.
Axionis Therapeutics avait besoin d’effectuer des tests en utilisant un modèle précis du système nerveux central humain, ce qui l’a incité à essayer de cultiver des organoïdes de cerveau humain dans l’espace.
Des scientifiques de la Station spatiale internationale (ISS) ont cultivé des organoïdes ressemblant à des cerveaux dans l’espace pour rechercher de nouveaux traitements contre la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et les lésions de la colonne vertébrale.
Les scientifiques peuvent cultiver des cellules du SNC sur Terre, mais la gravité les oblige à s’organiser en couches uniques bidimensionnelles, ce qui rend difficile la culture de la structure tridimensionnelle et de la complexité des groupes fonctionnels des cellules cérébrales.
Ces organoïdes cultivés dans l’espace ont rapidement fourni un modèle très précis du cerveau humain, permettant aux chercheurs de l’ISS de véritablement tester l’efficacité du nouveau traitement par vecteur viral.
« Faire de la recherche dans l’espace n’est pas une chose à laquelle on penserait normalement », a déclaré Shane Hegarty, co-fondateur et directeur scientifique d’Axonis Therapeutics.
« Mais l’opportunité d’exploiter les conditions de microgravité peut libérer un grand potentiel inexploité en repoussant les limites de la science dans un environnement unique », a-t-il ajouté dans un communiqué. déclaration.
En août 2023, Axonis Therapeutics a lancé des flacons congelés de son vecteur viral, de neurones matures et d’astrocytes – ou de cellules qui maintiennent les cellules nerveuses en place et les aident à se développer – vers l’ISS à bord d’une mission de réapprovisionnement en fret.
Une équipe de chercheurs du laboratoire flottant a ensuite injecté ces matériaux dans une machine appelée BioCell, un système spécialisé de culture cellulaire.
Ils ont chargé le vecteur viral avec un gène de protéine fluorescente. S’il réussissait à infiltrer les neurones et à implanter le gène à l’intérieur, ils brilleraient d’un vert fluo.
En seulement 72 heures, les cellules s’étaient non seulement organisées en organoïdes tridimensionnels du cerveau humain, mais elles brillaient également.
L’astronaute de la NASA Mike Barratt traite des échantillons d’organoïdes cérébraux à bord de l’ISS pour un autre projet de recherche mené cette année
Les chercheurs de l’ISS ont utilisé un système de culture cellulaire spécialisé appelé BioCell pour cultiver les organites cérébraux et tester l’efficacité du vecteur viral.
« Le jour charnière a été celui où l’équipage effectuait la microscopie et où nous avons vu de gros agrégats de tissus verts et brillants en 3D », a déclaré la chercheuse Sheila Nielsen de BioServe Space Technologies, l’organisme de recherche qui a créé BioCell.
« Shane et moi nous envoyions des images des organoïdes, et nous étions plutôt ravis car ce n’était pas quelque chose qu’ils avaient jamais vu sur le terrain », a-t-elle ajouté dans le communiqué.
Les virus sont très efficaces pour infecter les cellules et y insérer du matériel génétique.
C’est ainsi qu’ils rendent leurs hôtes malades : le matériel génétique inséré endommage les cellules et permet au virus de se reproduire, déclenchant une réponse immunitaire.
Mais les scientifiques peuvent reprogrammer les virus pour qu’ils transmettent des thérapies géniques bénéfiques aux cellules, fournissant ainsi un traitement ciblé contre une maladie ou une blessure.
Cette étude a démontré que le vecteur viral d’Axonis Therapeutics serait capable d’administrer une thérapie génique aux neurones humains.
« C’était très excitant: nous avons pu à la fois valider la capacité de ciblage de la thérapie génique et montrer que nous avons effectivement formé rapidement des modèles assembloïdes 3D du cerveau humain », a déclaré Hegarty.
«L’avancée majeure réside dans la possibilité d’auto-assembler rapidement des neurones et des astrocytes matures pour former un modèle du cerveau dans des conditions de microgravité, ce que vous ne pouvez pas faire sur le terrain.»