Thématique
Le PTL COSMIC se concentre sur le développement et l’utilisation de nouveaux modèles expérimentaux avancés pour la recherche translationnelle en biologie-santé. Il s’appuie sur des technologies de pointe telles que les organoïdes, les organoïdes sur puce, les systèmes multi-organes et les cellules et tissus synthétiques. Ces modèles permettent de mieux comprendre les mécanismes biologiques complexes et offrent des alternatives aux modèles animaux. Ces innovations ouvrent de nouvelles perspectives notamment dans la modélisation des maladies, le criblage de médicaments, la médecine personnalisée et l’ingénierie tissulaire.
Le PTL vise à promouvoir les développements de deux sous-thèmes importants :
Complexification et maturation des systèmes cellulaires complexes/organoïdes
Les systèmes cellulaires complexes/organoïdes cultivés en laboratoire reproduisent certaines caractéristiques morphologiques et fonctionnelles d’un organe ou d’un tissu. Parmi les aspects clés de la complexification des systèmes cellulaires avancés/organoïdes, l’on peut citer : la fonctionnalité pour imiter les fonctions physiologiques des organes réels, les interactions cellulaires et moléculaires pour reproduire les interactions entre différents types cellulaires, la réponse immunitaire qui peut soit participer à la résolution de la pathologie, soit ou au contraire à l’exacerber, la vascularisation pour fournir des nutriments et de l’oxygène à toutes les cellules de l’organoïde et pour permettre l’élimination des déchets métaboliques. Cette approche, sans nul doute, ouvrira de nouvelles perspectives de découverte dans les domaines du cancer, des maladies infectieuses, des maladies dégénératives, des allergies, de l’étude de l’impact des polluants etc.
Développement de modèles multi-organes
Un inconvénient majeur des systèmes cellulaires complexes/organoïdes est qu’ils sont limités à la reproduction de la microphysiologie spécifique à un organe ou un tissu. Ils imitent principalement des parties isolées, sans interactions entre différents organes. Le développement de systèmes multi-organiques sur puce (multi-organ-on-chip) permet de reproduire les interactions complexes entre différents organes et tissus, offrant ainsi une perspective plus holistique de la physiologie. Ils permettent également d’étudier les effets systémiques des médicaments et des toxines, ainsi que les mécanismes de maladies multifactorielles telles que le cancer, les maladies métaboliques, les maladies auto-immunes et les maladies neurodégénératives. Malgré leur potentiel, les systèmes multi-organoïdes sur puce ne reproduisent pas encore parfaitement la complexité et la dynamique des interactions organiques in vivo. Des améliorations continues sont nécessaires pour raffiner ces modèles et les rendre plus prédictifs. Une autre possibilité pour étudier la communication inter-organes est les assembloïdes, où des organoïdes de plusieurs tissus sont formés individuellement avant d’être assemblés.