Comment les organes humains cultivés en laboratoire contribuent au développement des vaccins du futur – UK Health Security Agency

Dans un laboratoire de Porton Down, des scientifiques cultivent des organes humains sur de minuscules puces ressemblant à des cassettes pour accélérer le développement de nouveaux médicaments, médicaments thérapeutiques et vaccins.

Ces systèmes de répliques d’organes ont d’abord été mis au point pour évaluer la toxicité des médicaments chez l’homme, mais sont maintenant développés pour être utilisés dans la recherche sur le cancer, les radiations, l’exposition chimique et les maladies infectieuses.

Dans cet article de blog, nous explorerons comment la science est développée et utilisée avec succès pour protéger la santé humaine.

Comment ça marche

Parfois appelée « organes sur puce », mais plus précisément décrite sous le nom de systèmes microphysiologiques (MPS), chaque cassette de la taille d’une boîte d’allumettes contient une petite chambre dans laquelle la fonction d’un organe humain individuel est reproduite à une échelle miniature.

De très fines couches de cellules humaines, provenant de biopsies ou de dons, sont cultivées à l’intérieur de la petite chambre transparente de chaque cassette.

Une fois cultivé, le MPS peut être infecté par tous types de maladies dangereuses, pour voir comment les organes humains réagissent à une infection. Des systèmes plus complexes peuvent être construits en connectant des cassettes avec différents types d’organes, pour refléter le fonctionnement interne du corps et comprendre comment un agent pathogène peut se déplacer d’un organe à un autre.

Le cas échéant, des cassettes de cellules intestinales, pulmonaires ou respiratoires sont cultivées dans une atmosphère qui reproduit les forces de poussée et de traction et les stress des microenvironnements présents dans le corps humain.

Bien que les systèmes aient commencé par la réplication d’organes, les scientifiques de l’UKHSA développent désormais la capacité de se concentrer sur les mécanismes de protection du système immunitaire humain. Cela permettra de mieux comprendre comment les réponses spécifiques des cellules immunitaires combattent les maladies infectieuses et comment nous pouvons améliorer ou compléter cette protection.

Orgues 3D

En dehors du MPS, les cellules des organes ont été cultivées sur des systèmes plats conventionnels, comme une boîte de Pétri, qui ne permettent pas de reproduire entièrement la structure 3D complexe de la surface d’un organe.

Certains MPS reproduisent des structures de surface complexes naturellement observées dans notre corps grâce à des systèmes sous pression intégrés qui simulent la respiration ou d’autres mouvements corporels normaux.

Observations microscopiques

La technologie MPS permet également à nos scientifiques d’obtenir des informations incroyablement détaillées à partir de minuscules échantillons à l’aide de techniques analytiques complexes.

Grâce à ces techniques, les chercheurs peuvent effectuer des tests sophistiqués sur des échantillons microscopiques, notamment en identifiant les gènes actuellement actifs, en examinant les tissus à la recherche de signes de maladie et en effectuant des analyses génétiques détaillées en séquençant l’intégralité du génome.

Ces méthodes permettent aux scientifiques de recueillir de riches informations à partir d’échantillons si petits qu’il aurait été impossible de les étudier il y a seulement quelques années.

Cela nous permet de détecter de petits changements dans la biochimie, la microbiologie et l’immunologie des cellules humaines infectées très tôt dans le processus d’infection, nous aidant ainsi à tester de nouvelles façons de protéger la vie humaine.

Sécurité

Nos équipes travaillent avec certaines des maladies les plus mortelles de la planète dans les installations de confinement microbiologique les plus strictes, les plus sûres et les plus spécialisées. La sécurité est donc une priorité pour l’ensemble de notre travail. Les systèmes MPS miniatures nous aident à mener nos études de recherche avec des modèles humains complexes avec le plus haut niveau de sécurité.
Nos laboratoires à confinement élevé spécialement conçus assurent la sécurité de nos scientifiques et du public et signifient que nos laboratoires sont particulièrement bien placés pour accélérer le développement de nouveaux vaccins, médicaments ou produits thérapeutiques contre les maladies à potentiel pandémique.

Découvrez les coulisses avec l’équipe « organe sur puce » de nos laboratoires de Porton Down :