Un organoïde du foie humain avec une puce RFID intégrée. Crédit :Kimura et al./iScience
Les puces d'identification par radiofréquence (RFID) sont utilisées aujourd'hui pour tout, du paiement des transports en commun au suivi du bétail en passant par l'arrêt des voleurs à l'étalage. Mais maintenant, des chercheurs aux États-Unis et au Japon veulent les utiliser pour autre chose :garder une trace des organoïdes, échantillons de tissus humains qui imitent des morceaux d'organes et sont cultivés à partir de cellules souches. Les organoïdes que les chercheurs ont intégrés aux puces RFID ont fonctionné normalement et ont résisté à des conditions extrêmes, suggérant qu'ils pourraient être un moyen utile d'organiser et d'identifier les grandes quantités d'organoïdes qui sont souvent nécessaires dans des situations expérimentales. L'ouvrage paraît le 31 mai dans la revue iScience .
"Ce type d'approche multidisciplinaire offre potentiellement une voie perturbatrice :l'idée est de combiner des organoïdes avec des technologies numériques pour faire progresser le dépistage et la transplantation de médicaments, " dit l'auteur principal Takanori Takebe, un clinicien et chercheur au Cincinnati Children's Hospital Medical Center, Université médicale et dentaire de Tokyo, et l'Université de la ville de Yokohama.
Les organoïdes humains sont une voie prometteuse pour la recherche sur le développement humain et la maladie car ils reproduisent la structure, fonction, et le phénotype de nos organes en miniature en laboratoire. Cultivé à partir de cellules souches pluripotentes induites par l'homme, ils se divisent, différencier, et s'auto-assemblent selon les programmes de croissance de leurs organes correspondants. Et particulièrement en médecine, ils peuvent illustrer les effets de certains médicaments sur nos organes d'une manière que les cultures cellulaires plus traditionnelles ne peuvent pas.
L'idée d'intégrer des micropuces dans des organoïdes humains semblait être un choix naturel pour Takebe, qui a beaucoup travaillé avec les puces RFID dans des contextes de santé. Les puces pourraient être utilisées pour détecter, enregistrer, et suivre les changements intéressants vivent dans de grandes quantités d'organoïdes à la fois - et parce que les cellules s'auto-assemblent en structures 3-D pendant le processus de croissance d'un organoïde, il pensait qu'il serait possible que les micropuces soient naturellement intégrées dans les organoïdes au fur et à mesure de leur croissance. "L'introduction des puces par des méthodes énergiques comme l'injection est extrêmement toxique pour les organoïdes, nous avons donc tiré parti du pouvoir naturel d'auto-cavitation de l'organoïde pour intégrer les micropuces afin de prévenir les dommages et la destruction des tissus, " il dit.
Cette illustration montre des organoïdes avec des puces RFID intégrées. Crédit :Asuka Kodaka pour Kimura et al./iScience
Pour tester cette procédure, lui et son équipe ont cultivé des organoïdes hépatiques hybrides contenant bon marché, puces RFID disponibles dans le commerce de la taille de grains de sable. Ils ont découvert que 95% de leurs 96 organoïdes de test ont incorporé avec succès la puce. Les organoïdes n'ont pas été endommagés par la procédure :ils ont été façonnés normalement, protéines hépatiques normales sécrétées, et transporté la bile comme prévu. "Il n'y avait presque pas de différences, étonnamment, " dit Takebe.
Les puces RFID, qui sont connus pour leur durabilité, fonctionnait aussi comme prévu. Les organoïdes hybrides cultivés à partir de cellules souches de donneurs atteints de stéatose hépatique pourraient être identifiés par RFID dans un pool d'organoïdes provenant de divers donneurs. Et les puces ont également résisté à un certain nombre de tests sur les types de conditions dont elles pourraient avoir besoin pour survivre afin d'être utiles dans la recherche :elles et leurs organoïdes fonctionnaient toujours normalement après avoir été congelées et décongelées pour la cryoconservation, à des températures de près de moins 200 degrés Celsius, après avoir été enrobé de paraffine, et à une gamme de pH différents.
Takebe reconnaît qu'il y a encore des limites à cette approche. Plus de travail doit être fait pour augmenter la production de ces organoïdes hybrides, et lui et son équipe travaillent actuellement à développer un système qui pourrait balayer la fréquence radio et la fluorescence d'un organoïde en même temps. Il espère également que d'autres types de micropuces pourraient être intégrés dans les organoïdes à l'avenir et que les puces RFID avec des technologies de détection pourraient être utilisées pour enregistrer des données en temps réel sur les organoïdes. "L'objectif de mon laboratoire est complètement biologique, certains de ces défis sont donc des choses que nous ne pouvons résoudre seuls. Mais avec la collaboration entre experts de différents domaines, et surtout compte tenu de la rapidité avec laquelle la technologie évolue, Je crois que nous pouvons et allons les résoudre, " il dit.
