En fusionnant plusieurs organoïdes humains, des chercheurs ont créé des « mini-cerveaux » contenant 80 % des types de cellules cérébrales d’un fœtus de 40 jours. Contrairement aux précédentes approches basées sur des groupes de cellules isolées, les nouveaux organoïdes contiennent une diversité de populations cellulaires reflétant plus fidèlement la complexité d’un cerveau complet. Cela en ferait des plateformes plus adaptées à l’étude de maladies difficiles à modéliser chez les animaux, telles que l’autisme et la schizophrénie.
Les maladies neurologiques et les troubles mentaux figurent depuis plusieurs décennies parmi les plus grands défis de la science biomédicale. D’importantes lacunes persistent dans la compréhension de l’étiologie exacte de la plupart de ces troubles, en partie en raison de l’inaccessibilité des échantillons de cerveau humain et du manque de similitude avec les modèles animaux. Cela est d’autant plus vrai pour les troubles neurodéveloppementaux, qui apparaissent souvent dès l’enfance, voire in utero.
Les organoïdes cérébraux ont considérablement amélioré notre capacité à modéliser le développement neurologique humain et les maladies qui l’affectent. Les techniques les plus récentes permettent le développement de combinaisons d’organoïdes corticaux, de régions du mésencéphale (la partie supérieure du tronc cérébral constituant le cerveau moyen) et du rhombencéphale (la partie de l’encéphale incluant le bulbe rachidien, la protubérance annulaire, le cervelet et le quatrième ventricule). Contrairement aux groupes de cellules isolées, cette combinaison a permis de mieux reproduire la structure de l’organe d’origine.
Cependant, les techniques actuelles restent limitées en raison de leur recours à des populations de cellules endothéliales simplifiées, plutôt qu’à un système endothélial complet. D’autre part, ces techniques utilisent généralement des cellules endothéliales de veine ombilicale humaine isolées (HUVEC), plutôt que des organoïdes endothéliaux. Or, ces derniers seraient des modèles plus pertinents, car ils contiennent plusieurs types de cellules reflétant plus fidèlement l’environnement neurovasculaire natif.
En effet, les systèmes endothélial et neuronal se développent en même temps et de manière synchronisée au cours du développement fœtal humain. Les deux systèmes sont interconnectés par plusieurs boucles de rétroaction régulant la structuration des organes. Il est donc essentiel de prendre ces processus en compte dans le développement des modèles in vitro des troubles neurodéveloppementaux.
Afin de combler ces lacunes, des chercheurs de l’Université Johns Hopkins ont développé des organoïdes cérébraux multirégionaux (MRBO) rassemblant les aspects clés du développement cérébral du fœtus humain en une seule structure.