Les scientifiques ont cultivé des glandes à venin de serpent dans une assiette. Voici pourquoi.

Chaque année, l'équivalent de la population totale de Tuscaloosa, en Alabama, soit un peu plus de 100 000 personnes, meurt dans le monde à la suite de morsures de serpent. À condition qu’une victime d’une morsure de serpent puisse se rendre aux urgences assez rapidement, un sérum antivenin peut être utilisé pour contrer les effets mortels d’une morsure. Mais l’antivenin n’est pas facile à fabriquer. Il est fabriqué en collectant le venin de serpents venimeux et en en injectant de petites quantités à un animal domestique comme un cheval. Les anticorps qui se forment peuvent ensuite être collectés dans le sang du cheval et purifiés pour produire un antivenin fini. Jusqu’ici, c’est si simple.

Le problème est de trouver suffisamment de venin pour y arriver. L'antivenin est actuellement fabriqué en attrapant ou en élevant des serpents, en les gardant en captivité, puis en les « traitant » régulièrement pour recueillir le venin qu'ils produisent. Il s’agit d’un traitement du XIXe siècle rendu nécessaire par le fait que la production d’antivenins ne s’est pas développée aussi rapidement que d’autres domaines de la biotechnologie. Avec 600 espèces de serpents venimeux, c’est aussi un travail à forte intensité de main d’œuvre qui peine néanmoins à créer des antidotes suffisants pour faire face au nombre annuel de morsures de serpent. Le génie génétique pourrait-il être la réponse ?

C'est ce que pense un groupe de trois chercheurs de l'Université d'Utrecht aux Pays-Bas. Et leur idée pour y parvenir est plutôt brillante. Plutôt que de créer des serpents venimeux cultivés en laboratoire – une idée qui, franchement, ne semblerait bonne qu'à l'un des scénaristes de Sharknado — ils ont trouvé une solution alternative: faites simplement pousser la partie du serpent dont vous avez besoin.

Expériences de sang-froid

« Nous réfléchissions à de nouveaux domaines pour [notre] technologie organoïde » Hans Clever, dont le laboratoire a réalisé le travail, a déclaré à Digital Trends. « Les glandes à venin de serpent étaient pour nous le tissu le plus fascinant. Un premier obstacle majeur était d’obtenir du tissu de serpent. Heureusement, une collaboration avec les experts en serpents Michael Richardson et Freek Vonk, ainsi que le zoo néerlandais de reptiles « Serpo » et des éleveurs locaux a résolu ce problème. Après quelques mois d’optimisation des protocoles, nous avons réussi à faire pousser des glandes à venin miniatures. Depuis, nous optimisons le protocole pour produire du venin et caractérisons les cellules qui fabriquent les toxines.

Un organoïde, pour ceux qui ne le connaissent pas, est une version miniaturisée et simplifiée d’un organe, dotée d’une micro-anatomie réaliste. Ils sont fabriqués à partir de cellules souches, ce qui leur permet de s’auto-organiser dans une culture tridimensionnelle pour se transformer en l’organe qu’ils sont censés reproduire. L'organe émergent est un amas de cellules d'environ 1 millimètre de diamètre. Les organoïdes ont été créés par divers laboratoires à travers le monde, se rapprochant d'organes allant de reins à cerveaux miniatures et inconscients. Dans ce cas, les organoïdes venimeux ressemblent à un petit ballon de la taille d’un pois rempli de liquide. Il serait particulièrement inhumain de tirer à travers la classe comme une balle de spitball.

"Notre groupe a réussi au cours des 10 dernières années à cultiver des organoïdes à partir d'une variété de tissus humains", Joep Beumer, a expliqué un autre chercheur du projet. « Pour les générer, nous récoltons des cellules souches de tissus adultes et les intégrons dans un gel dans une boîte de Pétri. Avec le bon mélange de facteurs de croissance, les cellules souches se diviseront et donneront naissance à des mini-organes contenant les différents types de cellules d’un même tissu.

Les échantillons de tissus pour les organoïdes du venin ont été prélevés sur des tissus glandulaires provenant d'embryons de serpents contenus dans des œufs ou, dans un cas, sur un serpent de compagnie qui avait été abattu à la suite d'une maladie. Pour développer les organoïdes des glandes, l’équipe a dû apporter quelques modifications à son approche normale. Les serpents ont le sang froid. Les protocoles organoïdes de mammifères sont normalement cultivés à une température de 37 degrés Celsius (99 degrés Fahrenheit). Malheureusement, cela n’a pas fonctionné pour les organoïdes de serpent. À cette température, les organoïdes ont subi un choc thermique et sont morts. En conséquence, ils ont dû baisser la température à 32 degrés Celsius. C’est une démonstration de la façon dont, même à cette échelle, les concepts et les voies de signalisation des cellules souches adultes sont conservés dans les organoïdes.

Le faire évoluer

"Chaque tissu a ses propres caractéristiques que nous cherchons à modéliser avec des organoïdes", a déclaré Message de Yorick, le troisième chercheur du projet. « Pour les glandes à venin de serpent, c’était un cas très évident: produiraient-elles du venin? Nous savions que le potentiel de cette technologie dépendrait grandement de la capacité à produire les différentes toxines qui constituent le venin de serpent. Nous étions donc très excités lorsque nous avons découvert des toxines – d’abord au niveau de l’ARN, et plus tard au niveau des protéines.

Ce travail est extrêmement prometteur. Les chercheurs pensent que cela pourrait potentiellement aller au-delà de la simple suppression de la partie élevage de serpents du processus antivenin. Ils pensent qu’il pourrait être possible de faire croître les cellules immunitaires habituellement produites par les animaux dans un plat. Parallèlement aux antivenins, cette approche pourrait également être utile pour aider à développer des composés médicamenteux basés sur des composants présents dans le venin de serpent. Par exemple, il existe un certain type de médicament contre la tension artérielle créé à partir d’une toxine produite par la venimeuse vipère brésilienne.

Et quant à, sans jeu de mots, la partie extension du projet? "C'est l'un des principaux avantages de la technologie organoïde", a déclaré Clevers. « Une fois établis, nous pouvons étendre le tissu [d'une] manière quasiment illimitée [de manière]. Cela peut aider à préserver les cellules viables de nombreuses espèces de serpents, car elles peuvent être facilement congelées et décongelées. [Cela peut également nous aider] à générer un grand nombre de cellules productrices de venin. Des améliorations supplémentaires dans la production et la récolte du venin seront nécessaires pour rendre cette approche rentable. Nous travaillons activement à la réalisation de ces objectifs.

Un document décrivant le travail a été récemment publié dans la revue Cell.

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