L’usine à sang de notre corps est composée d’un tissu spécialisé comprenant des cellules osseuses, des vaisseaux sanguins, des nerfs et d’autres types de cellules. Pour la première fois, des chercheurs ont réussi à reproduire en laboratoire cette complexité cellulaire de la moelle osseuse à partir de cellules humaines. Ce système pourrait réduire l’expérimentation animale pour de nombreuses applications.
En règle générale, notre moelle osseuse fait son travail sans que l’on s’en aperçoive ou que l’on y prête attention. Ce n’est que lorsqu’elle tombe malade, par exemple à cause d’un cancer, que l’on s’intéresse à elle. Dans ce cas, il est essentiel de comprendre comment fonctionne exactement la production de sang dans notre corps - et ce qui ne va pas en cas de maladie.
La recherche sur la moelle osseuse s’appuie généralement sur l’expérimentation animale et sur des modèles cellulaires très simplifiés en laboratoire. Des chercheurs du Département de biomédecine de l’Université de Bâle et de l’Hôpital universitaire de Bâle présentent maintenant une reproduction proche de la réalité de la moelle osseuse à partir de cellules humaines. Ce modèle devrait devenir un outil précieux pour la recherche sur le cancer du sang, mais aussi pour le développement de médicaments et éventuellement de thérapies personnalisées, rapportent les chercheurs autour d’Ivan Martin et Andrés García García dans la revue spécialisée ’Cell Stem Cell’.
Structure osseuse et diversité cellulaire
La moelle osseuse n’est pas uniforme, mais possède différents compartiments spécialisés. Les spécialistes parlent de ’niches’. Une niche particulièrement importante pour l’hématopoïèse et dans le contexte de la résistance du cancer du sang aux thérapies se situe près de la surface de l’os. Cette niche dite endostéale se compose de vaisseaux sanguins, de cellules osseuses, de nerfs et de cellules immunitaires. Jusqu’à présent, il n’existait pas de système modèle humain proche de la réalité.
L’équipe de recherche y est désormais parvenue : La base de ce tissu complexe a été constituée par une structure osseuse artificielle en hydroxyapatite, un composant important des os et des dents. En outre, les chercheurs ont utilisé des cellules du corps humain qu’ils ont reprogrammées en cellules souches à l’aide de méthodes de biologie moléculaire. Ces cellules souches créées artificiellement sont capables de donner naissance à différents types de cellules spécialisées en fonction des substances de signalisation présentes dans l’environnement.
Les chercheurs ont intégré ces cellules dans la structure osseuse artificielle, ont stimulé des processus de différenciation spécifiques et ont ainsi fait croître de manière reproductible une multitude de types de cellules différents de la moelle osseuse. Leur analyse a ensuite confirmé que cette construction tridimensionnelle se rapproche nettement plus de la composition de la niche endostéale de la moelle osseuse que les systèmes modèles existants. Elle est également plus grande, avec un diamètre de huit millimètres et une épaisseur de quatre millimètres. Cette construction a permis aux chercheurs d’imiter l’hématopoïèse humaine en laboratoire.
Remplacement de certaines expériences sur les animaux
les expériences sur les souris nous ont beaucoup appris sur le fonctionnement de la moelle osseuse", explique Ivan Martin. mais avec notre modèle, nous nous rapprochons nettement de l’organisme humain. De nombreuses expériences sur les animaux dans le cadre de la recherche sur l’hématopoïèse, qu’elle soit saine ou malade, pourraient ainsi être réduites’, ce qui correspond à la volonté de l’université de réduire, d’améliorer ou de remplacer les expériences sur les animaux partout où cela est possible.
Le système pourrait également être utilisé à l’avenir dans le développement de médicaments. toutefois, la taille de notre modèle de moelle osseuse est ici plutôt un obstacle", explique Andrés García García. Pour tester plusieurs substances actives et dosages en parallèle, il faut à nouveau une miniaturisation.
A long terme, il est également envisageable de créer des modèles de moelle osseuse individuels avec des cellules de patients dans le cadre du traitement des maladies cancéreuses. Ceux-ci permettraient de tester différentes thérapies et de choisir la meilleure. Mais là encore, les chercheurs reconnaissent que des développements supplémentaires sont nécessaires.
Publication originale
Qing Li et al.
Modèle macro-scale et assisté par scaffold de la niche endosteal de la moelle osseuse humaine à l’aide d’organoïdes ostéoblastiques vascularisés hiPSC.
Cell Stem Cell (2025), doi : 10.1016/j.stem.2025.10.009
