Un projet financé par le FC3R
Rosette, un projet financé par FC3R, vise à identifier des matrices alternatives fiables d'origine non animale afin de générer un modèle 3D de pluripotence à partir de cellules souches embryonnaires.
Les arguments pour se passer des BME
La membrane basale est une matrice extracellulaire (MEC) importante présente dans tous les tissus épithéliaux et endothéliaux, qui contribue à maintenir la croissance et le fonctionnement des tissus. Un mélange substitutif de protéines de la MEC, les « extraits de membrane basale » (BME), est largement utilisé depuis plus de 40 ans dans les cultures cellulaires (2D et 3D) pour imiter cet environnement extracellulaire et soutenir les fonctions cellulaires in vitro (Benton et al., 2014).
La principale source de BME est la tumeur de souris Engelbreth-Holm-Swarm (EHS), un type de sarcome murin qui produit de grandes quantités de matériau de membrane basale. Cette tumeur a été identifiée à l'origine chez une souris et a depuis été propagée dans le but d'extraire ces composants de la MEC. Pour produire du BME, on injecte des cellules EHS à des souris et on laisse les tumeurs se développer jusqu'à ce qu'elles atteignent environ 2-3 mm3 ou 10 % du poids corporel de la souris. Les tumeurs sont ensuite prélevées sur les animaux et préparées en BME, mieux connu sous les noms commerciaux Matrigel®, Cultrex® ou GeltrexTM.
L'origine animale du matériau pose d'importants défis scientifiques et pratiques en termes de pertinence biologique, de reproductibilité et de transférabilité à l'homme, tout en soulevant des questions éthiques majeures. Afin de sensibiliser le public à ces limites et de promouvoir l'utilisation d'alternatives sans animaux, le 3Rs Centre Utrecht a mené une campagne hebdomadaire sur LinkedIn du 6 mai au 10 juin 2025. Les publications ont mis en avant six principaux arguments en faveur du remplacement du BME par des matrices non animales définies :
1. Les BME manquent de précision spécifique à chaque organe
Chaque tissu de l'organisme possède une composition ECM unique qui guide le comportement et la fonction des cellules. Comme le BME ne peut pas être ajusté pour imiter les propriétés spécifiques de chaque tissu, il ne fournit pas le microenvironnement précis requis pour de nombreuses applications, ce qui peut compromettre la pertinence physiologique des modèles expérimentaux.
2. La variabilité d'un lot à l'autre nuit à la reproductibilité
L'un des principaux inconvénients scientifiques du BME est sa grande variabilité d'un lot à l'autre : des études ont montré que la similitude entre les lots n'était que de 53 % environ. Cette incohérence nuit à la reproductibilité des expériences et empêche d'obtenir des résultats fiables.
3. Les extraits tumoraux ne représentent pas des tissus sains
Le BME est dérivé de tumeurs de souris Engelbreth-Holm-Swarm (EHS), ce qui rend sa composition fondamentalement différente de celle de la MEC des tissus humains sains. Il contient souvent des protéines associées à l'inflammation et au remodelage tissulaire, ce qui peut fausser les résultats en faveur de la biologie du cancer plutôt que de la physiologie normale. Cela peut conduire à des données trompeuses et à des avancées manquées dans la compréhension du fonctionnement des tissus sains.
4. L'origine xénogénique limite la transposition clinique
Le BME étant d'origine murine, il introduit des incompatibilités biologiques lors de la culture de cellules humaines. Cela affecte non seulement les résultats expérimentaux, mais pose également des obstacles réglementaires pour les applications cliniques, car des organismes tels que l'EMA et la FDA exigent de plus en plus des matériaux définis et exempts de xénogènes pour les thérapies humaines.
5. La production de BME est contraire à l'éthique et non durable
La production de BME est très gourmande en ressources et entraîne d'importantes souffrances animales. Chaque flacon de 10 ml de BME nécessite le sacrifice de deux souris, qui sont élevées et injectées avec des tumeurs spécialement à cette fin. Cette pratique est à la fois inhumaine et contraire à l'impératif éthique et politique de réduire l'utilisation des animaux dans la recherche.
6. Les modèles contenant du BME ne sont jamais totalement exempts d'animaux
Tant que le BME est utilisé, les modèles de recherche ne peuvent être considérés comme véritablement exempts d'animaux. Cela ralentit le développement de modèles plus pertinents pour l'homme, plus éthiques et plus reproductibles pour le criblage de médicaments, la modélisation de maladies et la médecine personnalisée. La transition vers des matrices définies et exemptes d'animaux est essentielle pour faire progresser les 3R (remplacement, réduction, raffinement) tout en progressant dans la recherche biomédicale.
Le temps du changement : alternatives et ressources
Conscient de ces défis, le Centre 3Rs d'Utrecht a développé et récemment lancé une ressource destinée à aider les chercheurs à identifier et à adopter des alternatives définies et sans animaux aux BME pour leurs besoins spécifiques : la base de données BME-free.
Les chercheurs peuvent explorer un large éventail de matrices définies et sans animaux qui favorisent la croissance et la différenciation cellulaires dans des modèles 2D et 3D, telles que des hydrogels synthétiques, des protéines de matrice extracellulaire recombinantes et d'autres matrices adaptées à des tissus et des applications spécifiques.
Cette base de données librement accessible vise à soutenir la transition vers des méthodes de recherche plus éthiques, reproductibles et durables, en offrant aux chercheurs des alternatives sélectionnées aux BME d'origine animale.
Les produits d'origine animale sont depuis longtemps la norme dans la recherche in vitro, où ils favorisent la croissance et la différenciation des cellules et des organoïdes. Cependant, à mesure que la communauté scientifique progresse vers des modèles plus éthiques, reproductibles et cliniquement pertinents, leurs limites deviennent de plus en plus évidentes. Le remplacement des BME par des alternatives définies et sans origine animale répond à l'impératif éthique de réduire l'utilisation des animaux dans la recherche et constitue une nécessité scientifique pour la reproductibilité, la transposition clinique et l'innovation. En tirant parti des nouvelles ressources et technologies, les chercheurs peuvent construire des modèles plus fiables et plus pertinents pour l'homme, qui accélèrent les progrès de la science biomédicale.