Le projet vise à obtenir un modèle d’épithélium bronchique innervé pour une application à l’asthme sévère, pour lequel les traitements sont souvent inefficaces. En effet, la construction d’un épithélium bronchique innervé devrait permettre la recherche de nouveaux médicaments via la reprogrammation des cellules circulantes de patients en iPSC afin d’obtenir un modèle personnalisé, permettant le criblage et l’étude pharmacologique pour une médecine ultra personnalisée.

Le projet comprend en parallèle i) la construction d’une muqueuse sous-épithéliale innervée par des neurones sensitifs dérivée d’iPSC et ii) la différenciation d’iPSC en épithélium bronchique. La construction de la muqueuse sous épithéliale comprend la fabrication d’une matrice extracellulaire composée d’un mélange de collagène et de chitosan, et infiltrée par des fibroblastes bronchiques humains. Des neurones immatures sont ensuite ensemencés sous cette matrice où leur maturation en neurones sensitifs matures est induite pendant 14jours. La différenciation d’iPSC en épithélium bronchique est faite suivant le protocole publié par l’équipe (E. Ahmed et al., 2020).

Les résultats d’ensemencement des fibroblastes bronchiques humains dans les matrices montrent une colonisation effective des matrices collagène-chitosan. Le phénotype des neurones obtenus après différenciation a été validé par immunofluorescence par la présence des marqueurs Tubuline ß3 (neurone), substance P et neurofilament M (neurone sensitif). Les résultats de différenciation d’iPSC en épithélium bronchique sur la matrice montrent l’obtention d’un épithélium bronchique fonctionnel comportant des cellules basales kératine 5+ et des cellules multiciliées Tubuline IV+, et présentant un battement ciliaire.

Un épithélium bronchique dérivé d’iPSC sur matrice collagène-chitosan-fibroblastes a été obtenu. Il reste à coupler cette construction cellulaire aux neurones sensitifs matures pour obtenir notre modèle final. Celui-ci pourra par la suite être complexifié en rajoutant des cellules endothéliales et des cellules immunocompétentes.