Vers une vessie in vitro

Une équipe du LOEX a créé une vessie dont la résistance et l'imperméabilité se comparent à la vessie humaine.

Après avoir produit, in vitro, de la peau, des vaisseaux sanguins, des cornées et des ligaments, les chercheurs du Laboratoire d'organogénèse expérimentale (LOEX) parviendront-ils bientôt à créer des vessies? On s'en approche sérieusement, à en juger par un article que Sara Bouhout, Robert Gauvin, Laure Gibot, David Aubé et Stéphane Bolduc publient dans un récent numéro du Journal of Pediatric Urology.

En 2010, cette équipe du LOEX est parvenue à produire in vitro un premier modèle de vessie à partir de cellules de peau et de vessie. Pour y arriver, les chercheurs placent des fibroblastes - des cellules qui proviennent d'un échantillon de peau - dans un milieu de culture. Ces cellules produisent elles-mêmes la matrice extracellulaire qui assure leur soutien et leur organisation tridimensionnelle. En superposant trois feuillets de tissus ainsi produits, les chercheurs obtiennent une couche de base sur laquelle ils cultivent des cellules urothéliales, les cellules qui tapissent l'intérieur de la vessie. "Placées dans de bonnes conditions de croissance, les cellules se multiplient et s'organisent par elles-mêmes, explique Stéphane Bolduc. C'est ce qui fait l'intérêt de l'approche d'autoassemblage développée au LOEX."

Le modèle de vessie ainsi produit possède une structure semblable à celle de la vessie humaine; sa résistance mécanique est bonne, mais son imperméabilité n'est pas parfaite, un problème important compte tenu de la toxicité de l'urine. Dans l'espoir de corriger ce problème, les chercheurs ont eu l'idée d'ajouter une phase dynamique à leur protocole: vers la fin de la période de développement, la vessie est placée dans un bioréacteur permettant de simuler des cycles de remplissage et de vidange naturels de quatre heures par l'application d'une pression mécanique. Cette approche "physiologique" a permis une différenciation plus poussée des cellules urothéliales. "On observe la formation de cellules spécialisées, appelées cellules parapluie, qui imperméabilisent la paroi. En plus, les propriétés mécaniques de cette vessie équivalent à celles d'une vraie vessie", résume le professeur Bolduc.

Chaque année, plusieurs milliers de Canadiens doivent subir une reconstruction de la vessie. Il s'agit le plus souvent d'adultes qui souffrent d'un cancer ou d'enfants aux prises avec des problèmes congénitaux. La procédure courante consiste à utiliser un segment d'intestin pour recréer une vessie fonctionnelle. Le fait que l'intervention entraîne de nombreuses complications et que l'intestin n'a ni les mêmes fonctions ni les mêmes propriétés que la vessie a stimulé la recherche de solutions de rechange. Les expériences menées avec des substituts de vessie faits de biomatériaux se sont soldées par des échecs dans près de la moitié des cas en raison d'inflammation, de nécrose et de rejet. "Comme la vessie sur laquelle nous travaillons sera produite à partir des cellules du patient, nous ne devrions pas avoir ce genre de problèmes", avance Stéphane Bolduc.

Le médecin chercheur espère maintenant améliorer le modèle de vessie mis au point au LOEX en y ajoutant des cellules musculaires lisses, qui permettront sa contraction, ainsi que des cellules qui formeront des vaisseaux sanguins. "Au cours de la prochaine année, nous espérons implanter cette vessie chez l'animal et vérifier son efficacité à long terme", précise-t-il.