Les organoïdes humains et leurs promesses cliniques dans le domaine neuromusculaire

Abstract

Les organoïdes ont émergé comme des modèles innovants tridimensionnels (3D) in vitro , capables de reproduire des caractéristiques structurelles et fonctionnelles essentielles des organes humains. Ils constituent une alternative entre les cultures cellulaires en deux dimensions (2D) classiques et les modèles animaux. Dérivés de cellules souches, les organoïdes possèdent une capacité intrinsèque d’auto-organisation et de morphogenèse, récapitulant les processus du développement embryonnaire. Trois éléments sont cruciaux pour leur génération : l’origine des cellules souches, la matrice extracellulaire et l’exposition contrôlée à des morphogènes. Parmi les applications les plus prometteuses, les organoïdes neuromusculaires (NMO pour neuromuscular organoids ) permettent la co-différenciation de motoneurones, de cellules musculaires squelettiques et de cellules de Schwann à partir de progéniteurs neuro-mésodermiques. Des modèles NMO 3D et des versions simplifiées en 2D ont été développés, complétés par des approches de type « assembloïdes » ou des dispositifs microfluidiques, facilitant l’étude des interactions inter-cellulaires et les tests pharmacologiques. Produits à partir de cellules iPS ( induced pluripotent stem ) de patients, les NMO offrent une plateforme pertinente pour la modélisation des maladies, l’étude des phénotypes fonctionnels et le criblage pharmacologique en médecine personnalisée. Malgré ces avancées, des limitations persistent, freinant l’utilisation des organoïdes en routine. La standardisation des protocoles et l’automatisation des analyses permettront à l’avenir d’exploiter pleinement le potentiel translationnel des organoïdes.

Organoids have emerged as innovative three-dimensional (3D) in vitro models capable of reproducing the essential structural and functional characteristics of human organs. They offer an alternative between traditional two dimensions (2D) cell cultures and animal models. Derived from stem cells, organoids have an intrinsic capacity for self-organisation and morphogenesis, recapitulating the processes of embryonic development. Three elements are crucial for their generation: the origin of the stem cells, the extracellular matrix, and controlled exposure to morphogens. Among the most promising applications, neuromuscular organoids (NMOs) enable the co-differentiation of motor neurons, skeletal muscle cells, and Schwann cells from neuro-mesodermal progenitors. 3D NMO models and simplified 2D versions have been developed, complemented by assembloid-type approaches or microfluidic devices, facilitating the study of inter-cellular interactions and pharmacological testing. Produced from patients’ iPS cells (induced pluripotent stem cells), NMOs offer a relevant platform for disease modelling, study of functional phenotypes and pharmacological screening in personalized medicine. Despite these advances, limitations remain, hindering the routine use of organoids. The standardization of protocols and the automation of analyses will enable the full translational potential of organoids to be exploited in the future.