La production in vitro, de manière reproductible et en larges quantité, d’un épithélium bronchique à partir de cellules souches pluripotentes est un objectif clé pour le criblage de médicaments à haut débit pour identifier de nouvelles molécules et la production de cellules pour une thérapie cellulaire en pneumologie (Pharmacol Ther 2018 :183, 58-77).

Nous avons conçu une méthode simple et reproductible qui conduit un simple échantillon de sang en hiPSC par reprogrammation, puis différencié en 45jours en épithélium bronchique en interface air-liquide (iALI), en suivant successivement les étapes clés du développement que sont la formation de l’endoderme définitif (DE) et de l’endoderme antérieur ventralisé (vAFE).

La reprogrammation des cellules sanguines d’un patient sain et de 3 patients atteints de BPCO, ainsi que de fibroblastes dérivés de la peau obtenus chez un patient PCD, a été obtenue en utilisant des virus Sendai. La pureté moyenne des cellules aux stades DE et vAFE évaluée par l’expression de CXCR4 et NKX2.1, respectivement, était supérieure à 85 %, évitant ainsi la nécessité d’un tri cellulaire. Lorsqu’elles sont transférées dans des conditions de culture d’interface air-liquide (ALI), les cellules vAFE se différencient en 4 semaines en épithélium bronchique avec de grandes zones couvertes par les principales sous-populations cellulaires de l’épithélium bronchique : cellules basales (KRT5+), ciliées (TubIV+), à mucus (Muc5AC+), Club (CCSP+), ainsi que des cellules neuroendocrines (CHGA+)(épithélium bronchique iALI). La microscopie électronique confirme la présence de cils motiles et leur fréquence de battement est similaire à celui observé dans des HBEC. Certains iALI ont été maintenus pendant plus de 400jours.

La reprogrammation et la différenciation fiables des hiPSC dérivés du sang, quel que soit leur contexte clinique, en épithélium bronchique iALI mature et fonctionnel est maintenant accessible à une utilisation plus large, ce qui permettra de mieux comprendre la pathogenèse des maladies pulmonaires et d’accélérer le développement de nouvelles thérapies géniques et la découverte de médicaments.