Un foie artificiel pour les essais de toxicité
Selon la politique de l'UE, les essais de toxicité des produits chimiques et des cosmétiques devraient entrer dans une nouvelle ère qui réduit l'utilisation des animaux. Toutefois, la nécessité d'une surveillance prolongée des effets toxiques d'une substance spécifique et la mauvaise concordance entre les données animales et humaines nécessitent de nouvelles approches des essais. Pour ce faire, les scientifiques du projet HEMIBIO (Hepatic microfluidic bioreactor), financé par l'UE, ont proposé de générer un appareil bio-artificiel imitant la structure complexe et la fonction du foie humain. Ce bioréacteur supporte l'interaction des hépatocytes avec la fraction non parenchymateuse du foie telles que les cellules de Kupffer (Hepatic stellate cells, HSC) et les cellules endothéliales des sinus hépatiques (CESH). Il fonctionne dans un format haut débit et a permis des essais de toxicité des cosmétiques et produits chimiques in vitro pendant plus d'un mois. Dans un premier temps, les scientifiques ont caractérisé des HSC primaires humaines et des CESH aux niveaux fonctionnel et transcriptionnel. Cela leur a permis de comprendre le processus de différenciation de chaque type de cellule et leur a permis d'obtenir des hépatocytes immortalisées comme populations de cellules optimales. La viabilité de ces cellules ainsi que les niveaux d'oxygène, les niveaux de pH et de glucose dans le bioréacteur ont été contrôlés en permanence par le biais de capteurs spécifiques. En ce qui concerne le bioréacteur même, le consortium a adopté deux approches, à savoir un système microfluidique à base d'anticorps et un bioréacteur d'écoulement. Le premier utilise la chimie d'une surface à base de streptavidine pour fournir des anticorps conjugués à l'avidine qui pourraient stimuler la différenciation des cellules dans des dispositifs microfluidiques. Le bioréacteur en acier inoxydable d'écoulement protège les hépatocytes des forces de cisaillement en maintenant l'oxygène stable et des gradients de nutriments. Dans l'ensemble, les outils innovants de HEMIBIO pourraient être exploités dans les industries pharmaceutiques ou cosmétiques pour des essais de toxicité. Ils pourraient notamment servir de modèle pour la fibrose du foie en identifiant des médicaments qui induisent ce phénomène.
Mots‑clés
Foie, essais de toxicité, organes, bioréacteurs de cellule, cosmétiques, HEMIBIO, hépatocytes
