Comprendre le système gastro-intestinal humain
Publié par Isabelle le 13/04/2018 à 12:00
Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS

Des chercheurs du projet TBET ILC JFN, financé par l'UE, ont mis au point un nouveau modèle pour étudier le système gastro-intestinal humain, dans le but de mieux comprendre son rôle dans la santé en général.

Le système gastro-intestinal est un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs...) complexe, essentiel à bien des égards pour la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) humaine. Également connu sous le nom d'appareil digestif, il se compose de sept organes importants: la vésicule biliaire, le gros intestin (L'intestin est la partie du système digestif qui s'étend de la sortie de l'estomac à l'anus. Chez les humains et la plupart des mammifères, il est...), le foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans l'hypocondre droit, la loge sous-phrénique droite, la partie supérieure du...), l'œsophage, le pancréas (Le pancréas est un organe abdominal, une glande annexée au tube digestif. Il est rétropéritonéal, situé derrière l'estomac, devant et au-dessus des...), l'intestin grêle (La grêle est un type de précipitation qui se forme dans des orages particulièrement forts lorsque l'air est très humide et que les courants ascendants sont...) et l'estomac (L’estomac (en grec ancien στόμαχος) est la portion du tube digestif en forme de poche, située entre...). Pris ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...), ils forment les trois principaux éléments du système gastro-intestinal: la couche épithéliale, qui agit comme une barrière contre l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement...) extérieur; le système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi » du « non-soi ». Ce...), qui protège le corps contre les infections; et le microbiote (Le microbiote est une nouvelle dénomination de la microflore.) intestinal, à savoir les micro-organismes qui vivent dans les organes intestinaux. De mauvaises interactions entre ces trois éléments peuvent entraîner un dysfonctionnement du système gastro-intestinal.

Un appareil digestif qui fonctionne bien est essentiel pour la santé. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) problème qui l'affecte peut dès lors entraîner une série de maladies, dont le cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est...), le diabète (Le diabète présente plusieurs formes, qui ont toutes en commun des urines abondantes (polyurie). Le mot « diabète » vient du grec ancien dia-baïno, qui...), l'obésité (L'obésité est l'état d'une personne, ou d'un animal, souffrant d'une hypertrophie de la masse adipeuse, qui se traduit par un excès de poids, réparti de...) et la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) inflammatoire chronique de l'intestin (MICI). Alors que ces maladies représentent un problème sanitaire public et économique considérable, il est indispensable de trouver de nouvelles manières de traiter les problèmes intestinaux, et c'est exactement ce que le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) TBET ILC JFN financé par l'UE s'attèle à réaliser.

"L'objectif de ce projet visait à étudier les cellules lymphoïdes innées, afin de comprendre leur rôle durant la maladie intestinale", déclare le Dr Joana Neves, la chercheuse principale du projet TBET ILC JFN. Le Dr Neves explique que les cellules lymphoïdes innées (CLI) sont un type spécifique de cellules immunitaires qui se trouvent dans l'appareil digestif et qui remplissent toutes un rôle précis. "Certaines sous-populations protègent contre les infections intestinales, tandis que d'autres favorisent l'inflammation (Une inflammation est une réaction de défense immunitaire stéréotypée du corps à une agression : infection, brûlure,...)", explique-t-elle. "Par exemple, des patients atteints de la maladie de Crohn (La maladie de Crohn est une maladie inflammatoire chronique de l'ensemble du tube digestif, suspectée d'être de nature auto-immune.) accumulent souvent une sous-population particulière de CLI dans leur intestin enflammé, ce qui suggère qu'elles jouent un rôle dans le déclenchement de la maladie."

Un nouveau modèle in vitro

En se concentrant sur la manière dont les CLI interagissent avec les cellules épithéliales de l'intestin, les chercheurs du projet sont parvenus à mettre au point (Graphie) un nouveau modèle in vitro. "Notre modèle débute par un très petit morceau de l'intestin contenant des cellules souches, qui se développent pour devenir des cellules adultes fonctionnelles de l'intestin", explique le Dr Neves. "Ces cellules souches sont cultivées dans des conditions très précises, dans le but de créer des organoïdes intestinaux, c'est-à-dire des "mini-intestins" en trois dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de...) cultivés dans une boîte."

Le modèle s'appuie sur d'anciennes études centrées sur la manière de cultiver des organoïdes intestinaux et de les utiliser pour définir les conditions favorables à une greffe de cellules immunitaires dans les mini-intestins. Toutefois, le modèle TBET ILC JFN est allé plus loin et permet aux chercheurs, pour la première fois, d'étudier in vitro comment les cellules immunitaires, en particulier les CLI, se développent dans l'environnement intestinal.

Selon le Dr Neves, le nouveau modèle permet aux chercheurs d'étudier la manière dont les cellules immunitaires communiquent avec les cellules épithéliales intestinales. En tant que tel, le modèle est un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une...) formidable pour identifier l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) entre ces cellules et pour tester l'effet des médicaments ou thérapies biologiques sur ces interactions. "La communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine...) entre l'épithélium intestinal et les cellules immunitaires innées est essentielle pour le système gastro-intestinal et la santé systémique (La systémique - du grec « systema », « ensemble organisé » - est une méthode scientifique qui applique la théorie...)", dit-elle. "C'est pourquoi l'utilisation de notre modèle pourrait mener à la découverte de nouvelles molécules importantes dans le traitement des maladies liées à l'inflammation intestinale, et contribuerait donc à améliorer la qualité de vie (La qualité de vie d’une population est un enjeu majeur en sciences économiques et en science politique. On utilise les notions proches...) des patients."

D'autres bénéfices pour les patients

En plus de partager leurs résultats via des séminaires, des conférences et des publications, les chercheurs du projet s'attardent également sur leur recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) initiale. "Nous créons actuellement des cultures en utilisant des échantillons prélevés auprès de patients, et non sur des souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de laboratoire,...), souffrant d'une maladie intestinale, afin de mieux traduire nos études sur l'humain et de bénéficier davantage aux patients", conclut le Dr Neves.
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