Que ce soit pour reproduire une structure organique ou régénérer des tissus, la culture d'organoïdes 3D a le vent en poupe. Faire pousser des cellules, des tissus, voire des organes, sur une puce ou par bio-impression 3D n'est plus du domaine de la science-fiction. Une équipe du CEA-IRTSV participe à cette aventure.

Les chercheurs ont en effet mis au point une technique de microfluidique pour créer des micro-environnements douillets où les cellules peuvent être cultivées en 3D dans des conditions maîtrisées. Cette méthode consiste à générer un flux de gel biologique, composé de protéines et appelé hydrogel, et à le sectionner à l'aide d'un second flux d'huile. « Nous fabriquons ainsi des microgouttelettes d'hydrogel, des capsules d'un diamètre de 200 micromètres​ environ, dans lesquelles on peut cultiver soit une, soit un ensemble de cellules », explique Xavier Gidrol, responsable de l'équipe Biomics au CEA-IRTSV. Contrairement aux autres méthodes par hydrogel, l'espace confiné de ces capsules autorise le développement clonal de cellules de façon contrôlée. « Nous sommes capables ainsi d'isoler une seule cellule qui prolifère et se différencie pour former un organoïde dans un environnement biologique homogène », précise le chercheur.

Première application de cette nouvelle culture 3D : l'analyse de cellules sécrétrices. Les chercheurs ont travaillé sur des cellules de prostate, qui, comme toutes les autres cellules sécrétrices, fabriquent des acini, des structures en grappes où sont produites les sécrétions. Leur question : une seule cellule de prostate a-t-elle toute l'information nécessaire pour générer un tel édifice multicellulaire ? « La réponse est oui, affirme Xavier Gidrol. Nous avons pu observer une seule cellule évoluer par capsule. » Et de conclure : « Les cultures 3D devraient impacter notre compréhension du vivant sur le plan fondamental et permettront aussi de réaliser des cribles pharmacologiques, notamment en oncologie, et des tests de toxicité dans des conditions plus proches de la réalité physiologique tout en permettant de réduire le nombre de tests sur les animaux. »