Un organoïde cultivé en laboratoire offre une plate-forme pour étudier comment les cicatrices du foie se développent

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Publié le 31 octobre 2025. Des chercheurs de l’Institut des sciences de Tokyo ont mis au point un modèle de foie humain miniature cultivé en laboratoire. Cet organoïde pourrait révolutionner la compréhension et le traitement des maladies hépatiques chroniques en imitant le processus de régénération hépatique.

• Un nouvel organoïde hépatique humain, baptisé iHSO, reproduit fidèlement les interactions cellulaires clés impliquées dans la réparation et la fibrose du foie.
• Ce modèle ouvre la voie à une meilleure étude des mécanismes de cicatrisation hépatique et au développement de nouvelles thérapies contre les atteintes du foie.
• L’outil pourrait permettre de tester des médicaments capables d’arrêter, voire d’inverser, les dommages hépatiques, offrant un espoir concret face à l’augmentation de ces pathologies.

Face à la prévalence croissante des maladies chroniques du foie, une équipe de l’Institut des sciences de Tokyo (Science Tokyo) au Japon a développé une avancée prometteuse : un organoïde hépatique humain conçu en laboratoire. Ce modèle miniature, baptisé iHSO (pour iPSC-derived hepatocyte-stellate cell surrounding organoid), est capable de reproduire les dynamiques cellulaires essentielles à la régénération et à la cicatrisation du foie. Il recrée notamment les interactions complexes entre les hépatocytes, les cellules fonctionnelles primaires du foie, et les cellules étoilées hépatiques (CEH), acteurs majeurs de la réparation tissulaire et du développement de la fibrose.

Le corps humain possède une remarquable capacité d’auto-réparation. Cependant, dans le cas des maladies hépatiques chroniques, ce mécanisme peut devenir contre-productif. Des lésions répétées déclenchent des cycles de dommages et de réparation qui, à terme, conduisent à une accumulation excessive de matrice extracellulaire (MEC). Ce tissu cicatriciel, rigide, remplace progressivement le tissu hépatique sain, un processus appelé fibrose. Si elle progresse, la fibrose peut évoluer vers une cirrhose, une étape souvent irréversible menant à l’insuffisance hépatique. Actuellement, la transplantation hépatique représente l’unique option thérapeutique pour les cas de cirrhose avancée, soulignant l’urgence de développer des traitements capables d’intervenir plus tôt pour stopper ou inverser la fibrose avant qu’elle ne devienne permanente.

Pour mieux décrypter les mécanismes de la fibrose, les chercheurs de Science Tokyo ont conçu cet organoïde hépatique humain. L’iHSO a été spécifiquement développé pour recréer les échanges entre hépatocytes et CEH. Dirigée par le professeur Sei Kakinuma (Département des sciences de laboratoire cliniques et diagnostiques) et le professeur Yasuhiro Asahina (Département de gastro-entérologie et d’hépatologie) de Science Tokyo, en collaboration avec l’Université Juntendo, cette recherche a été publiée en ligne dans la revue Stem Cell Reports le 25 septembre 2025.

« Cette étude présente un nouveau système qui aide les chercheurs à mieux comprendre les interactions entre les hépatocytes et les cellules étoilées, ce qui pourrait conduire au développement de nouveaux traitements pour diverses maladies du foie. »

Professeur Sei Kakinuma, Département des sciences de laboratoire cliniques et diagnostiques, École supérieure des sciences médicales et dentaires, Science Tokyo

Dans un foie sain, les CEH sont en état de repos et stockent la vitamine A dans de petites gouttelettes lipidiques. Suite à une lésion hépatique, des signaux émis par les hépatocytes endommagés, mais aussi par des cellules immunitaires et endothéliales, activent les CEH. Celles-ci se transforment alors en myofibroblastes, cellules responsables de la production de MEC pour réparer le dommage. Les CEH entretiennent également une communication bidirectionnelle étroite avec les hépatocytes, régulant ainsi la réparation et la régénération. Les CEH peuvent stimuler la croissance des hépatocytes, tandis que ces derniers peuvent influencer l’activation ou la mort des cellules étoilées. Jusqu’à présent, ces connaissances reposaient largement sur des modèles animaux, dont le comportement cellulaire ne reflète pas toujours fidèlement celui des cellules humaines.

Pour combler cette lacune, les chercheurs ont eu recours à des cellules souches pluripotentes induites humaines (cellules iPS). Ils ont ainsi généré des cellules de type hépatocytaire (iPS-Heps) et stellaire (iPS-HSCs), qu’ils ont ensuite co-cultivées en 3D pour former des organoïdes sphériques. Dans ces structures, les cellules étoilées entourent les hépatocytes. L’étude révèle que leur interaction est médiatisée par la molécule d’adhésion ICAM-1 et par l’interleukine-1β (IL-1β), une cytokine produite par les CEH. Dans les iHSO, les iPS-HSCs présentent un phénotype de repos, mais sont riches en cytokines et favorisent la prolifération des hépatocytes via l’axe ICAM-1–IL-1β.

Les iHSO se sont également montrés capables de modéliser des lésions hépatiques. Exposés à l’acétaminophène, un médicament connu pour sa toxicité hépatique, les organoïdes ont présenté des schémas de lésions similaires à ceux observés dans le foie humain, notamment l’activation des CEH en réponse aux dommages des hépatocytes.

Les maladies chroniques du foie affectent des millions d’adultes à travers le monde, et leur incidence augmente au Japon, notamment en raison de facteurs tels que la consommation d’alcool et les troubles métaboliques. En fournissant un modèle humain réaliste pour l’étude de la fibrose, les iHSO pourraient permettre aux scientifiques de mieux comprendre l’origine des cicatrices hépatiques et d’identifier des médicaments capables de les prévenir ou de les inverser.

« Les iHSO peuvent être appliqués à des modèles de lésions hépatiques et devraient contribuer à élucider la pathogenèse des maladies du foie ainsi qu’au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant la fibrose et la régénération hépatique », explique le professeur Asahina. À plus long terme, les avancées issues de cette recherche pourraient ouvrir la voie à des traitements capables de réparer les lésions hépatiques sans recourir à la transplantation.