Cultures d’organoïdes de vessie humaine : un nouveau modèle d’étude

Objectifs La recherche en urologie manque d’un modele in vitro de vessie restituant les caracteristiques de l’urothelium et integrant son microenvironnement. Le modele organoide repose sur les proprietes de croissance et de differenciation des cellules souches au sein d’une matrice en trois dimensions (3D), permettant de restituer l’architecture des tissus dont elles sont issues. L’objectif etait de valider et caracteriser un premier modele d’organoides de vessie humaine. Methodes A partir de prelevements vesicaux en zone saine de patients cystectomises pour un cancer de la vessie, l’urothelium etait isole par digestion enzymatique. Les cellules urotheliales etaient ensemencees a differentes densites, avec ou sans fibroblastes de vessie du patient, dans 25 μL de Matrigel ® (hydrogel compose d’extrait soluble de membrane basale). Le milieu de culture etait le KSFM ® complemente avec de l’hEGF et de l’extrait pituitaire de bovin. Le suivi morphologique des structures en microscopie etait bihebdomadaire. L’architecture et la differenciation cellulaire etaient evaluees par le marquage en immunofluorescence des noyaux, de l’actine, des cytokeratines (CK) 17 et 20, et de l’uroplakine 3A (UPK3A). Resultats Dix cultures d’organoides de vessie ont ete realisees. Une croissance des structures jusqu’a 20 jours de culture etait observee, pour un taux d’ensemencement minimal de 50 000 cellules urotheliales par puits en association avec des fibroblastes ( Fig. 1 ). Les organoides adoptaient une conformation 3D dans le Matrigel ® et plusieurs phenotypes etaient visualises : des cystes monostratifies autour d’une lumiere, des spheres pleines pluristratifiees evoluant (a partir de j12) vers des structures multiformes avec l’apparition inconstante d’une lumiere centrale ( Fig. 2 ). Le diametre moyen des organoides etait de 180 μm a j20. Une differenciation cellulaire complete au sein des organoides multiformes etait constatee. Les cellules basales exprimant la CK17 se situaient a la peripherie au contact du Matrigel ® tandis que les cellules superficielles differenciees exprimant la CK20 et l’UPK3A se trouvaient en leur centre. Conclusion Les organoides de vessie restituent in vitro la conformation 3D et la diversite cellulaire de l’urothelium avec une differenciation complete. Il s’agit d’un nouveau modele plus representatif de l’organe in vivo. La prochaine etape sera de generer des organoides cancereux de vessie issue de tumeur vesicale de patient, ouvrant l’opportunite d’evaluation de nouvelles therapies anti-tumorales et a terme de medecine personnalisee.