Construction d’un modèle bronchique de co-culture à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) - 09/05/26

Notre équipe a mis en place un modèle d’épithélium bronchique en interphase air-liquide obtenue à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPSCs), appelé iALI. Il présente une hétérogénéité cellulaire, incluant des contaminants d’origine non pulmonaire, ainsi qu’une structure épithéliale non homogène. Ce projet vise à améliorer la qualité de ces modèles en développant une approche de co-culture combinant des fibroblastes primaires bronchiques ou dérivés d’iPSC et des progéniteurs bronchiques dérivés d’iPSCs. L’objectif est de favoriser la différenciation des progéniteurs vers un épithélium bronchique fonctionnel, de réduire la composante mésenchymateuse majoritaire et d’améliorer l’organisation structurale du tissu obtenu.

Le projet repose sur deux parties menées en parallèle :

La production d’une matrice extracellulaire par ensemencement de fibroblastes, fournissant un microenvironnement propice à la maturation des cellules épithéliales. La différenciation des iPSCs en épithélium bronchique, suivant un protocole publié par notre équipe, permettant de générer des cellules épithéliales spécifiques des voies respiratoires (E. Ahmed et al., 2020). La co-culture est ensuite réalisée soit en contact direct, soit indirect. Cette approche vise à renforcer la pertinence physiologique du modèle iALI pour l’étude des pathologies pulmonaires et le criblage thérapeutique.

Les expériences de co-culture ont permis d’obtenir un épithélium bronchique fonctionnel, caractérisé par la présence d’un battement ciliaire actif. Une augmentation significative de la proportion de cellules épithéliales EpCAM ⁺ , de cellules ciliées CDHR3 ⁺ et de cellules basales KRT5 ⁺ a été observée. Parallèlement, une légère diminution des cellules non pulmonaires, exprimant HNF4A, PAX6 ou PAX8, a été notée, indiquant une meilleure spécificité cellulaire du modèle.

Des co-cultures entre progéniteurs épithéliaux bronchiques et fibroblastes, d’origine primaire ou dérivés d’iPSC, ont été obtenues. La co-culture directe s’est révélée la plus efficace pour induire la différenciation épithéliale et réduire les contaminants. L’organisation tissulaire sera prochainement évaluée par immunofluorescence et histologie. À terme, ce modèle pourra être complexifié par l’ajout de neurones ou de cellules immunocompétentes pour mieux refléter l’environnement pulmonaire in vivo.