« En utilisant un modèle tissulaire 3D pour étudier la COVID-19, nous obtenons beaucoup plus de données qu’en utilisant des cellules cultivées dans une boîte de Petri,» explique William Stanford, Ph.DUne équipe de chercheurs de l’Ontario utilise des modèles 3D de tissus humains cultivés en laboratoire afin de comprendre pourquoi certains patients atteints de la COVID-19 deviennent gravement malades. L’équipe espère aussi trouver des médicaments qui peuvent réduire la gravité de l’infection.
« Notre hypothèse est que plusieurs types de cellules et de tissus pourraient être infectés chez les patients qui ont une forme sévère de la COVID-19 », explique William Stanford, Ph.D., scientifique principal à L’Hôpital d’Ottawa et professeur à l’Université d’Ottawa, qui dirige le projet. « Nous savons que le virus infecte l’enveloppe des poumons, mais nous ne savons pas quelles autres parties du corps il peut atteindre. Si le virus s’attaque à de multiples organes et tissus, cela pourrait expliquer pourquoi des personnes de 20 ou 30 ans en bonne santé se retrouvent parfois aux soins intensifs. »
Le virus est peut-être capable de se propager dans les vaisseaux sanguins des poumons à partir de l’enveloppe de ceux-ci. Il pourrait aussi se rendre jusqu’aux reins : récemment, on a rapporté que de nombreux patients gravement atteints par la COVID-19 souffraient d’insuffisance rénale.
« En analysant les données sur l’expression des tissus, nous avons constaté que les reins expriment le récepteur ACE-2 (point d’entrée du coronavirus) à des taux très élevés, même supérieurs à ceux exprimés par les cellules des poumons, indique M. Stanford. Cela signifie que les reins pourraient également être une cible pour le virus. »
M. Stanford et ses collaboratrices, Amy Wong, Ph.D. (de l’hôpital SickKids), et Molly Shoichet, Ph.D. (de l’Université de Toronto), cultivaient déjà des modèles de tissus humains pulmonaires et rénaux dans leurs laboratoires afin d’étudier le cancer et les maladies rares des poumons. Le groupe a réalisé que ces modèles pourraient être adaptés pour mieux comprendre comment le virus responsable de la COVID-19 infecte les tissus des poumons et d’autres organes.
« En utilisant un modèle tissulaire 3D pour étudier la COVID-19, nous obtenons beaucoup plus de données qu’en utilisant des cellules cultivées dans une boîte de Petri, explique M. Stanford. Nous pouvons découvrir comment le virus infecte les tissus humains dans des conditions normales et comment le système immunitaire réagit à l’infection. Ces modèles nous permettent d’étudier le processus d’infection en temps réel et de nous poser des questions auxquelles nous ne pouvons pas répondre avec les outils habituels. »
L’équipe de recherche utilisera également ces modèles pour trouver des médicaments qui peuvent réduire la gravité de l’infection.
« Tous les chercheurs du domaine médical veulent contribuer à résoudre le plus gros problème de santé de cette génération, confie M. Stanford. C’est un problème pressant et nous avons besoin de trouver immédiatement des traitements. Si nous arrivons à trouver des médicaments semblables à ceux trouvés par d’autres équipes, alors ce seront autant de données additionnelles qui pointeront vers ces médicaments afin que l’on puisse les administrer à des patients dans le cadre d’essais cliniques. »
L’équipe a récemment obtenu du financement du Réseau de cellules souches qui lui permettra de mener à bien son projet de recherche.
Collaborateurs : Amy Wong, Ph.D. (SickKids), Molly Shoichet, Ph.D. (Université de Toronto), Scott Gray-Owen, Ph.D. (Université de Toronto) et le Dr Stephen Juvet (Institut de recherche de l’Hôpital général de Toronto).
Ressources technologiques : Plateforme d’imagerie à grande densité, laboratoire de recherche sur les cellules souches pluripotentes humaines
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