Une équipe de la Faculté de médecine a fait quelques pas de plus vers la production d’une vessie in vitro en utilisant des conditions de culture qui s’apparentent davantage à la «vraie vie». En effet, les chercheurs du Laboratoire d’organogénèse expérimentale (LOEX) ont peaufiné la recette sur laquelle ils travaillent depuis des années en recréant in vitro les conditions physiologiques qui règnent lorsque la vessie se développe in utero. Les résultats encourageants obtenus par Sara Bouhout, Francine Goulet et Stéphane Bolduc sont présentés dans un récent numéro du Journal of Urology.

En 2010, l’équipe de Stéphane Bolduc a produit un premier modèle de vessie. Pour y arriver, les chercheurs ont placé des fibroblastes de peau dans un milieu de culture. Ces cellules produisent elles-mêmes la matrice extracellulaire qui assure soutien et organisation tridimensionnelle aux tissus. En superposant trois feuillets de cellules ainsi produits, ils ont obtenu une couche de base sur laquelle ils ont ensemencé des cellules urothéliales, les cellules qui tapissent l’intérieur de la vessie. Placées dans de bonnes conditions de croissance, les cellules se multiplient et s’organisent par elles-mêmes.

Le modèle de vessie ainsi produit possède une structure semblable à celle de la vessie humaine. Sa résistance mécanique est bonne, mais son imperméabilité n’est pas parfaite. En 2011, les chercheurs ont réglé ce problème en ajoutant une phase dynamique à leur protocole: en fin de développement, la vessie est placée dans un bioréacteur permettant de simuler des cycles de remplissage et de vidange naturels. Cette approche physiologique augmente la résistance mécanique du tissu et permet la formation de cellules spécialisées qui imperméabilisent la paroi.

Encouragés par ces résultats, les chercheurs ont poussé quelques crans plus loin l’imitation des conditions physiologiques qui règnent pendant la formation de la vessie. D’abord, ils n’utilisent plus de fibroblastes de peau pour former la couche de base. «Ces cellules semblaient avoir des problèmes de communication avec les cellules urothéliales de vessie, comme si elles ne parlaient pas le même langage», raconte Stéphane Bolduc.

Autre changement significatif, de l’urine est ajoutée de façon intermittente au milieu de culture. Les résultats sont spectaculaires: par exemple, la croissance des cellules est deux fois plus rapide pendant les 24 premières heures lorsqu’on applique de l’urine sur la couche de base. «Ce sont probablement des facteurs de croissance présents dans l’urine qui agissent comme catalyseurs», avance le professeur Bolduc.

Dernier élément, les cellules sont submergées en permanence dans le milieu de culture. «L’interface air-liquide est importante lorsqu’on cultive de la peau ou des bronches, mais ce n’est pas le cas pour la culture de la vessie, souligne le chercheur. D’ailleurs, dans le corps, les cellules urothéliales ne sont jamais exposées à l’air.»

Ces stratégies permettent d’obtenir, en 15 jours, un modèle de vessie avec des cellules bien différenciées. «Sa résistance n’est pas assez grande pour que le tissu soit greffé, mais on y travaille. Par contre, ce modèle pourrait déjà être très utile pour étudier certaines pathologies ou pour mener des tests toxicologiques ou pharmacologiques sur la vessie humaine», souligne le professeur Bolduc.