The historical reliance of biological research on the use of animal models has sometimes made it challenging to address questions that are specific to the understanding of human biology and disease. But with the advent of human organoids — which are stem cell-derived 3D culture systems — it is now possible to re-create the architecture and physiology of human organs in remarkable detail. Human organoids provide unique opportunities for the study of human disease and complement animal models. Human organoids have been used to study infectious diseases, genetic disorders and cancers through the genetic engineering of human stem cells, as well as directly when organoids are generated from patient biopsy samples. This Review discusses the applications, advantages and disadvantages of human organoids as models of development and disease and outlines the challenges that have to be overcome for organoids to be able to substantially reduce the need for animal experiments. [ Lire plus… ]
L’article « Human organoids: model systems for human biology and medicine » de Jihoon Kim, Bon-Kyoung Koo et Juergen A. Knoblich, publié dans Nature Reviews Molecular Cell Biology en 2020, traite des organoïdes humains, des systèmes de culture 3D dérivés de cellules souches qui recréent l’architecture et la physiologie des organes humains. Ces organoïdes offrent une opportunité unique pour l’étude des maladies humaines et complètent les modèles animaux. Ils ont été utilisés pour étudier des maladies infectieuses, des troubles génétiques et des cancers par le biais du génie génétique de cellules souches humaines, ainsi que directement à partir d’échantillons de biopsie de patients.
L’introduction explique comment les systèmes de modèles de lignées cellulaires classiques et de modèles animaux ont été utilisés avec succès dans la recherche biomédicale, mais souligne la difficulté d’extrapoler les résultats des modèles animaux aux humains. Les organoïdes humains, en revanche, offrent une représentation plus fidèle de la physiologie humaine.
L’article discute de la diversité des systèmes de modèles biologiques, des organismes modèles couramment utilisés, et compare les organoïdes aux autres systèmes de modèles. Il aborde également les différences entre les cellules souches humaines et murines et souligne la nécessité de modèles basés sur des cellules humaines.
Les applications biomédicales des organoïdes sont vastes, allant de l’étude du développement du cerveau humain et des maladies infectieuses à la modélisation de la fibrose kystique et du cancer. L’ingénierie génétique dans les cellules humaines, en particulier l’utilisation de la technologie CRISPR-Cas9, a ouvert de nouvelles possibilités pour les études génétiques humaines en utilisant des organoïdes.
L’article conclut en soulignant les opportunités et les défis des organoïdes, reconnaissant qu’ils constituent un système modèle en développement avec un potentiel énorme pour révolutionner la recherche sur les maladies. Les organoïdes pourraient combler le fossé entre les modèles animaux et les humains, bien qu’il reste des défis à relever, notamment en termes de standardisation, de coût et de complexité.