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Les chercheurs développent les organoids fonctionnels du coeur 3D des cellules souche embryonnaires de souris

Le développement de coeur car il se produit in vivo, ou à un organisme vivant, est un procédé complexe il a traditionnellement été difficile imiter qu'in vitro, ou dans le laboratoire. Dans une étude neuve, les chercheurs de l'université médicale et dentaire de Tokyo (TMDU) ont développé les organoids fonctionnels en trois dimensions de coeur des cellules souche embryonnaires de souris qui ressemblent attentivement au coeur se développant.

Le coeur se compose des couches multiples de tissu comprenant beaucoup de différents types de cellules, y compris le muscle cardiaque fonctionnant, les cellules de tissu conjonctif, et les cellules qui composent des vaisseaux sanguins. Ces cellules travaillent ensemble pour assurer un fonctionnement correcte du coeur et ainsi l'alimentation continuelle en sang frais et oxygéné au reste du corps.

L'étude de toutes les formes de cardiopathie dans le laboratoire et développer les médicaments nouveaux pour traiter ces maladies exigent les modèles de la maladie qui ressemblent attentivement au coeur réel. Tandis que l'effort a été effectué pour produire des cellules myocardiques in vitro, ces cellules présentes comme blocs sans organisme de tissu vu in vivo.

En dépit de son fonctionnement apparemment simple, le coeur est un organe complexe avec bien plus de structure complexe. Pour réaliser ce niveau de complexité structurelle, pendant le développement le coeur est exposé à une myriade de signes. Nous avons voulu capitaliser de notre connaissance des molécules de signalisation pendant le développement de coeur et produire des organoids de coeur qui ressemblent au coeur se développant plus attentivement que des techniques actuelles. »

Professeurs Jiyoung Lee et Fumitoshi Ishino, auteurs correspondants de l'étude

Pour atteindre leur objectif, les chercheurs ont examiné les facteurs impliqués dans le développement de coeur in vivo et ont spéculé que le facteur de croissance des fibroblastes 4 (FGF4) de protéine et un composé comprenant le laminin de protéines et l'entactin (composé de LN/ET), qui sont connus sont exprimés au coeur embryonnaire, sont nécessaire et suffisant pour activer l'homologie de structure entre les organoids de coeur et le coeur embryonnaire réel. En effet, les cellules souche embryonnaires de souris ont exposé à FGF4 et LN/ET a montré la similitude considérable au coeur se développant basé sur des analyses structurelles ainsi que moléculaires.

Intrigant, le procédé du développement dans les organoids de coeur attentivement a réfléchi les modifications morphologiques pendant le développement embryonnaire de coeur in vivo. Un oeil plus attentif aux éléments cellulaires composant les organoids de coeur a indiqué que les cellules du coeur embryonnaire, y compris des cellules de chacune des quatre chambres ainsi que du système de conduction, étaient présentes dans l'organisme structurel vu pendant le développement embryonnaire. D'une manière primordiale, les organoids de coeur ont possédé les propriétés fonctionnelles près de leurs dedans - vivo - homologues.

« Ce sont des résultats saisissants qui montrent comment notre méthode fournit un modèle biomimetic du coeur se développant utilisant un protocole plutôt simple. Cet outil pourrait être utile en étudiant les processus moléculaires pendant le développement de coeur, et en développant et en vérifiant les médicaments nouveaux contre la cardiopathie, » dites professeurs Lee et Ishino.

Source:
Journal reference:

Lee, J., et al. (2020) In vitro generation of functional murine heart organoids via FGF4 and extracellular matrix. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-18031-5.