Des mini-estomacs cultivés en laboratoire pourraient améliorer la compréhension des maladies rares.
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Des chercheurs de l'UCL et du Great Ormond Street Hospital (GOSH) ont mis au point le tout premier mini-estomac cultivé en laboratoire contenant les composants clés de l'organe humain de taille normale. Connu sous le nom d'assembloïde multirégional, le mini-estomac de la taille d'un pois est le premier à contenir la région fundique (la partie supérieure de l'estomac), le corps (la région centrale où les aliments sont mélangés à de l'acide et des enzymes) et l'antre (la partie inférieure de l'estomac qui décompose les aliments avant qu'ils n'entrent dans l'intestin grêle).
Ces composants forment la muqueuse, la surface interne de l'estomac, essentielle à la digestion acide, à la protection contre l'autodigestion et à la régulation hormonale.
Dans un article publié dans Nature Biomedical Engineering , les chercheurs expliquent comment ils ont isolé des cellules souches à partir d'échantillons d'estomac de patients et les ont cultivées dans des conditions de laboratoire spéciales, dans une boîte de Petri, pour créer des mini-estomacs, appelés organoïdes, qui imitent le comportement d'un estomac humain.
Ils ont cultivé des organoïdes distincts pour chacune des trois principales régions de l'estomac, puis les ont combinés – ou « assemblés » – en une seule version, appelée version assembloïde. C'est la première fois qu'une telle opération est réalisée avec succès.
Test de contraction d'un hydrogel de collagène I. Séquence en timelapse avec contraste de phase de la formation de SRA à différentes concentrations d'hydrogel de collagène I dans une plaque 24 puits. Concentrations de collagène I : 0,75 mg/mL (à gauche), 2 mg/mL (au centre), 4,5 mg/mL (à droite). Crédit : Nature Biomedical Engineering (2026). DOI : 10.1038/s41551-025-01553-y
L'équipe de recherche a découvert que non seulement chaque composant conservait les caractéristiques de la zone de l'estomac dont il était issu, mais que ces composants communiquaient entre eux de la même manière que dans l'organe humain entier. Les assembloïdes étaient également capables de produire de l'acide gastrique, une fonction essentielle de l'estomac qui contribue à la digestion des aliments.
Les chercheurs ont ensuite utilisé cette technique pour modéliser une maladie génétique de l'estomac très rare, ce qui, selon eux, pourrait ouvrir la voie à l'utilisation de ce système pour étudier des troubles gastriques plus courants, jusqu'ici mal compris.
Le Dr Giovanni Giobbe (UCL Great Ormond Street Institute of Child Health), auteur principal de l'étude, a déclaré : « Les organoïdes traditionnels et les modèles animaux ne parviennent pas à reproduire l'architecture régionale et la diversité fonctionnelle de l'estomac humain."
« Les progrès récents dans les technologies d’assemblage gastrique offrent la possibilité de modéliser in vitro la physiologie et les phénotypes pathologiques spécifiques à chaque région. »
« Nos assemblages gastriques multirégionaux reproduisent la structure et la fonction de l’antre, du corps et du fundus, y compris la sécrétion acide, et sont idéalement placés pour élucider les mécanismes pathologiques des troubles gastriques rares. »
Le professeur Paolo De Coppi, co-auteur principal de l'étude, membre de l'Institut de santé infantile UCL Great Ormond Street et chirurgien pédiatrique consultant au GOSH, a déclaré : « Grâce à ces estomacs miniatures nouvellement mis au point, nous avons pu tester des traitements pour une maladie gastrique très rare. Mais il ne s'agit que de résultats préliminaires et des recherches supplémentaires sont nécessaires. »
Reconstruction 3D de l'immunomarquage MRA à partir d'une préparation entière d'IRM par immunofluorescence. Noyaux en bleu, somatostatine en vert, chromogranine A en rouge et PDX1 en jaune. Échelle indiquée sur chaque image. Reconstruction 3D réalisée avec IMARIS. Crédit :
Nature Biomedical Engineering (2026). DOI : 10.1038/s41551-025-01553-y
« Il s’agit d’un grand pas en avant qui pourrait avoir des implications pour des maladies beaucoup plus courantes de la muqueuse gastrique, dont souffrent des millions de personnes. »
Après avoir confirmé que le modèle d'assembloïde fonctionnait, les chercheurs ont cultivé des mini-estomacs multirégionaux à partir des cellules souches d'enfants atteints d'une maladie de l'estomac très rare appelée hyperinsulinisme associé à la phosphomannomutase 2 avec polykystose rénale et maladie inflammatoire de l'intestin (PMM2-HIPKD-IBD).
Certains enfants atteints de cette maladie présentent non seulement des problèmes rénaux et de glycémie, mais aussi des anomalies au niveau de l'estomac, notamment une hyperplasie fovéolaire antrale. Ces anomalies se manifestent par la formation de petites excroissances, pouvant entraîner des saignements, une inflammation, voire un risque accru de cancer de l'estomac. Ces excroissances résultent d'un dysfonctionnement des cellules de l'estomac.
Ces mini-estomacs ont permis aux chercheurs de tester leur hypothèse sur les causes de ce trouble et d'évaluer des traitements possibles.
Les avantages de tester les traitements de cette manière devraient notamment permettre de réduire le délai d'approbation pour les patients atteints de PMM2-HIPKD-IBD. Grâce au modèle de laboratoire assembloïde dérivé de patients, les chercheurs peuvent générer des données utiles à l'approbation clinique et accélérer la mise à disposition de ce nouveau traitement aux patients.
La Dre Kelsey Jones, co-auteure de l'étude et consultante en gastro-entérologie pédiatrique au GOSH, a déclaré : « Il s'agit d'une avancée importante vers un traitement personnalisé pour les patients atteints de cette maladie génétique rare et complexe. Cela illustre comment la collaboration avec les patients pour comprendre les bases scientifiques de la maladie peut leur apporter, ainsi qu'à leurs familles, des bénéfices concrets. »
Ces recherches ont été financées par le Centre de recherche biomédicale de l'Institut national de la santé et des soins (NIHR), avec le soutien de la Fondation Oak et de l'association caritative de l'hôpital GOSH. Cette dernière financera désormais la poursuite directe de ces travaux, notamment l'évaluation de médicaments repositionnés pour le traitement du syndrome PMM2-HIPKD-IBD.
La professeure Marian Knight, directrice scientifique de NIHR Infrastructure, a déclaré : « Ce travail novateur utilisant des estomacs miniatures illustre comment les chercheurs de NIHR Infrastructure font progresser le Royaume-Uni dans le domaine des sciences de la vie.
« Travailler avec des patients atteints de maladies rares a permis de découvrir des traitements potentiellement révolutionnaires. Si cette approche expérimentale peut être utilisée pour d'autres pathologies, elle offrira un espoir à de nombreux patients qui peinent à obtenir les traitements dont ils ont besoin. »
L'histoire du patient
Le fils de James et Nancy Balestrini, Will (15 ans), est atteint de PMM2-HIPKD-IBD et est pris en charge par GOSH. Il souffre de problèmes d'estomac depuis sa naissance et a dû subir deux greffes de rein, dont une à l'âge de deux ans, a déclaré Mme Balestrini.
On lui avait initialement diagnostiqué une maladie inflammatoire de l'intestin, et ce n'est qu'après des recherches sur ses reins, suite à sa première transplantation, qu'on lui a diagnostiqué la maladie rare et spécifique PMM2-HIPKD-IBD.
L'incertitude concernant l'état de santé de Will et la manière de le traiter a été très difficile à vivre pour la famille, a déclaré Mme Balestrini, une infirmière de Crawley, dans le West Sussex.
Mme Balestrini a déclaré : « Will a reçu divers traitements, mais dans chaque cas, leurs bienfaits ont été relativement éphémères. »
« Ce serait formidable si les effets bénéfiques des traitements actuellement testés par les chercheurs se prolongeaient, car Will prend actuellement des médicaments utilisés pour traiter la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse, et nous ignorons leur efficacité à long terme. Ce serait formidable qu'il n'ait pas à changer constamment de traitement. »
« Il y a beaucoup d’autres enfants comme Will qui ont des problèmes d’estomac, mais son cas est très compliqué. »
« Il a toujours eu des problèmes d'estomac, mais nous avions mis ça sur le compte d'autres choses, car nous pensions que ça ne pouvait pas être une autre affection médicale. »
« C’est réconfortant de savoir que les familles d’enfants nés avec cette maladie auront à l’avenir beaucoup plus de réponses que nous n’en avons eues. »
« Il a fallu sept ans et des échantillons génétiques de Will, de son père et de moi-même pour que les médecins identifient que le gène était à l’origine du problème. »
« Quand Will était petit, James et moi aurions aimé pouvoir parler aux parents d'un enfant comme Will et qu'ils nous expliquent leur parcours. »
https://www.ucl.ac.uk/news/2026/jan/lab-grown-mini-stomachs-could-boost-understanding-rare-diseases