Mieux comprendre le développement d’Alzheimer à l’aide d’un cerveau sur puce

Partager
Israël

Actualité
Israël | Biologie : médecine, santé, pharmacie, biotechnologie
20 décembre 2019

Recruté en 2018 à l’Université de Tel Aviv pour y diriger sa propre équipe, Ben Maoz est l’un des lauréats de la dernière campagne de financement du Conseil européen de la recherche (ERC). Il nous a reçus pour nous présenter son projet de recherche mêlant physiologie cérébrale et ingénierie.

Depuis l’année dernière Ben Maoz est à la tête de son propre laboratoire à l’Université de Tel Aviv. Son équipe étudie notamment la physiologie humaine à l’aide de techniques empruntées aux sciences de l’ingénieur. Un de ses projets a récemment reçu le soutien du Conseil européen à la recherche au travers d’une prestigieuse bourse. Le projet lauréat vise à étudier l’influence de l’hyperglycémie chronique sur le développement de maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer.

La maladie d’Alzheimer est très difficile à diagnostiquer avec certitude. La communauté scientifique cherche encore aujourd’hui à expliquer comment elle se développe et quels en sont les signes avant-coureurs. Depuis le milieu des années 2000, un nombre croissant d’études soulignent le lien potentiel entre un dysfonctionnement de la régulation de la glycémie au niveau du cerveau et sa dégénérescence. Certains chercheurs ont émis l’hypothèse que la maladie d’Alzheimer est en réalité un “diabète de type 3”. Pour s’attaquer à ce problème, et plutôt que d’avoir recours aux méthodes classiques de physiologie (essais sur cellules de culture, sur animaux de laboratoire ou essais cliniques in vivo), Ben Maoz et son équipe utiliseront des organes sur puce.

Un organe sur puce est un modèle simplifié qui reproduit une des fonctions d’un organe. Il s’agit plus précisément d’une puce microfluidique, c’est-à-dire d’un ensemble de canaux fins (diamètre inférieur au millimètre) permettant l’écoulement contrôlé de fluides. Ces dispositifs peuvent accueillir plusieurs types de cellules humaines spécifiques de l’organe d’intérêt. Afin de reproduire au mieux la fonction organique étudiée, on peut doter la puce de propriétés physiologiques particulières à l’aide de membranes, etc. Les organes sur puce modélisent les organes de manière plus réaliste que les cultures de cellules (géométrie 3D, présence de flux, contraintes mécaniques, interfaces entre différents tissus) mais plus simple, moins coûteuse et moins éthiquement problématique que les études in vivo.

L’équipe de scientifiques connectera plusieurs organes sur puce pour imiter le faisceau neurovasculaire qui est le lieu des échanges entre le sang et différents types de cellules cérébrales (neurones, astrocytes et barrière hématoencéphalique notamment). Ainsi, Dr. Maoz espère qu’il sera possible de comprendre comment le taux de sucre dans le sang affecte les différents tissus du cerveau et leurs interactions sur le long terme.

Sources :
● Entretien avec Ben Maoz
● Article par Maoz et al. (barrière hémato-encéphalique sur puce) : https://www.nature.com/articles/nbt.4226
● Article de revue par De la Monte & Wants (Alzheimer et diabète) : http://dx.doi.org/10.1177/193229680800200619

En savoir plus :
● Le site du laboratoire de Ben Maoz : https://www.maozlab.com/
● Un article de Sciences & Avenir à propos des organes sur puces : https://www.sciencesetavenir.fr/sante/e-sante/organes-artificiels-ces-puces-qui-miment-le-vivant_92753
● Vidéo dédiée au poumon sur puce, premier organe sur puce conçu : https://wyss.harvard.edu/media-post/lung-on-a-chip/
● Intervention de Dan Huh au TEDxPenn (2015) : https://www.youtube.com/watch?v=sCEWiFwWbXg

Rédacteur : Mathieu Rivière, post-doctorant à l’Université de Tel Aviv