Lors d#39un événement du Conseil de biotechnologie il y a quelques années, les oreilles de Nicole Valenzuela se sont dressées lorsqu#39elle a entendu ce qu#39un groupe de chercheurs du Collège de médecine vétérinaire de l#39Université d#39État de l#39Iowa avait en préparation : une méthode pour créer une imitation simplifiée et cultivée en laboratoire des intestins de chien..
- Des organoïdes imitant le foie de tortues ont été développés en laboratoire pour faciliter la recherche
- Ces organoïdes permettront d'étudier les caractéristiques uniques des tortues, telles que leur capacité à survivre sans oxygène, avec des applications potentielles pour les humains
- Les chercheurs espèrent élargir leurs recherches en créant d'autres types d'organoïdes pour étudier différents aspects des tortues et des reptiles en général
- Cette technologie réduit la nécessité de prélever constamment des échantillons sur les animaux vivants pour la recherche
« Je leur ai dit : #39Oh ! Je veux faire ça mais avec des tortues. Est-ce faisable ? » a déclaré Nicole Valenzuela, professeur d#39écologie, d#39évolution et de biologie des organismes à l#39État de l#39Iowa.
C’est effectivement faisable, selon une nouvelle recherche menée par une équipe dirigée par Valenzuela. Les groupes tridimensionnels issus de cellules souches adultes sont appelés organoïdes et sont conçus pour faciliter la recherche. Dans un report publié le 22 février dans Communications Biology, une revue à comité de lecture, Valenzuela et ses collègues décrivent leur création d#39organoïdes qui imitent le foie de trois espèces de tortues. Il s#39agit du premier ensemble d#39organoïdes développé pour les tortues et seulement le deuxième pour n#39importe quel reptile.
L#39étude de la génétique des tortues avec un organoïde hépatique devrait accélérer la recherche visant à découvrir la bring about des caractéristiques des tortues qui pourraient potentiellement avoir des applications médicales pour les humains – la capacité des tortues peintes à survivre des semaines sans oxygène et à résister à un froid extrême, par exemple.
« Certaines de leurs variations uniques font des tortues peintes un modèle intéressant pour la biomédecine. Mais elles restent peu étudiées car c#39est un travail difficile à réaliser. L#39idée ici est d#39éliminer ce goulot d#39étranglement », a déclaré Valenzuela.
Avantages des organoïdes
Valenzuela mène des recherches sur les tortues depuis as well as de trois décennies, attirées par l#39étude de ces animaux en raison de leur détermination sexuelle dépendant de la température. Chez de nombreuses tortues, les œufs in addition froids sont furthermore susceptibles de produire des mâles, tandis qu#39un nid moreover chaud donne naissance à moreover de femelles.
En étudiant les causes génétiques des characteristics, les biologistes doivent finalement valider leurs résultats pour confirmer qu’un gène fonctionne comme prévu. Cela nécessite de manipuler ces gènes, ce qui constitue un défi pour les tortues car elles se reproduisent de façon saisonnière et mûrissent lentement, a déclaré Valenzuela.
« C#39est facile quand on travaille avec des mouches des fruits ou des vers plats, mais faire des expériences transgéniques sur des tortues est quasiment difficult », a-t-elle déclaré.
C#39est en partie pourquoi les chercheurs développent de furthermore en moreover d#39organoïdes, a-t-elle déclaré. Les imitations spécifiques à des espèces et à des organes élargissent la portée de l#39édition génétique moderne, permettant aux scientifiques de consacrer davantage d#39consideration aux animaux qui sont des cibles de recherche prometteuses mais difficiles à étudier.
« À partir d#39un seul morceau de tissu, vous pouvez disposer d#39une resource illimitée de sujets d#39expérimentation et ne pas avoir à échantillonner constamment les animaux. Les organoïdes sont une technologie importante pour réduire la recherche sur les animaux vivants », a déclaré Valenzuela.
Peaufiner la recette
L#39équipe de Valenzuela a construit son processus sur les méthodes utilisées par le groupe de recherche du Collège de médecine vétérinaire, dont les travaux sur les organoïdes comprenaient un modèle intestinal canin pour tester les taux d#39absorption des médicaments. Les responsables du projet sur l#39intestin canin – Karin Allenspach et Jon Mochel, maintenant à l#39Université de Géorgie – faisaient également partie du projet organoïde de tortue. Christopher Zdyrski, récent diplômé de doctorat de l#39ISU, a été le leading auteur de l#39posting sur les organoïdes des tortues.
Les organoïdes sont fabriqués en cultivant un échantillon de tissu dans une alternative qui stimule la output de cellules souches, les cellules spéciales du corps responsables de la réparation et de la croissance. Avec le bon carburant, les cellules souches du foie de tortue commencent à produire des cellules hépatiques de tortue. La boule microscopique de cellules est creuse au début, mais elle le devient moins à mesure que les cellules s#39accumulent, a déclaré Valenzuela. Un cluster tridimensionnel est meilleur qu’une couche plate de cellules uniques pour imiter la complexité des tissus réels, même si ce n’est pas entièrement.
Valenzuela a déclaré que son équipe avait choisi de se concentrer d#39abord sur le foie, vehicle il joue un rôle essentiel en aidant les tortues à survivre au froid extrême et au manque d#39oxygène. Le foie produit des protéines et des enzymes pour renforcer les défenses cellulaires contre le gel et fournit la petite quantité d’énergie dont une tortue a besoin pour survivre sans oxygène dans son métabolisme anaérobie, en utilisant ses carapaces et ses os pour gérer l’accumulation d’acide lactique qui en résulte.
L#39software d#39un processus conçu pour les intestins de chien à un organe différent chez un animal différent a nécessité quelques modifications, mais pas nécessairement une refonte, semblable à l#39échange d#39ingrédients dans une recette, a-t-elle déclaré.
« Toutes les découvertes consistent à développer ces protocoles et à caractériser la similitude des organoïdes avec le tissu hépatique d#39origine », a-t-elle déclaré.
Et après
Les organoïdes générés par l#39équipe de Valenzuela provenaient d#39échantillons collectés dans l#39Iowa auprès de juvéniles de tortues-molles à épines et de tortues serpentines ainsi que de tortues peintes juvéniles, adultes et embryonnaires. Le fait de constater le succès de plusieurs espèces et de plusieurs stades de développement suggère que les approaches pourraient être largement reproduites, a-t-elle déclaré.
Le groupe de Valenzuela travaille déjà sur la création d#39organoïdes à partir de gonades de tortues, afin d#39étudier additionally en profondeur les triggers sous-jacentes de la détermination du sexe. Ils recherchent également des subventions pour étudier la privation d’oxygène et la résistance au froid à l’aide de nouveaux organoïdes du foie de tortue.
Mais étant donné le manque d#39outils génomiques pour étudier les reptiles – le seul autre organoïde reptilien connu provient des glandes à venin de serpent, ont rapporté les chercheurs dans leur post – Valenzuela est optimiste quant au fait que les travaux de son équipe seront utilisés par les herpétologues pour élargir leurs recherches.
« C#39est l#39espoir que d#39autres scientifiques adoptent ces protocoles pour étudier d#39autres reptiles », a-t-elle déclaré.
