Près de 95 % des candidats médicaments ayant démontré leur efficacité lors d’étude animale échouent ensuite en essais cliniques1Ineichen BV, Furrer E, Grüninger SL, Zürrer WE, Macleod MR (2024) Analysis of animal-to-human translation shows that only 5% of animal-tested therapeutic interventions obtain regulatory approval for human applications. PLoS Biol 22(6): e3002667. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002667, un écart qui coûte chaque année des milliards de dollars à l’industrie pharmaceutique et retarde l’arrivée de nouveaux traitements pour les patients.
Les organoïdes, des modèles d’organes 3D cultivés à partir de cellules souches ou de cellules spécifiques d’un organe, s’imposent aujourd’hui comme l’une des approches les plus prometteuses pour réduire cet écart, en offrant des modèles in vitro plus représentatifs de la physiologie humaine. Ces structures couvrent un large éventail de technologies, depuis des modèles reproduisant un seul organe jusqu’à des systèmes plus avancés, comme les organes sur puce (organ-on-chip), qui intègrent des technologies de microfluidique afin de reproduire les processus physiologiques et les interactions entre plusieurs organes.
Les organoïdes jouent déjà un rôle majeur dans :
Dans cet article, Alcimed explore le paysage réglementaire, l’état de l’art et les perspectives offertes par les organoïdes pour la recherche et le développement pharmaceutiques.
Aujourd’hui, les organoïdes sont principalement utilisés en complément, et non en remplacement, des modèles animaux. Toutefois, les autorités réglementaires les reconnaissent de plus en plus comme des alternatives crédibles dans certains contextes, notamment en tant qu’éléments de preuve dans les phases précliniques.
Aux États-Unis, le Modernization Act 2.0 adopté en 2022 par la Food and Drug Administration (FDA) a élargi les possibilités d’utilisation des organoïdes et des New Approach Methodologies (NAMs), en supprimant l’obligation systématique de recourir aux études animales dans les programmes précliniques. En avril 2025, la FDA a annoncé son intention de supprimer progressivement les exigences relatives aux essais sur les animaux pour les anticorps monoclonaux, avec une mise en œuvre immédiate. Trois mois plus tard, les National Institutes of Health (NIH) ont renforcé cette dynamique en lançant l’Organoid Research and Informatics Validation Alliance, un programme doté de 87 millions de dollars destiné à soutenir la standardisation des organoïdes et leur comparaison avec les modèles animaux. En mars 2026, la FDA a publié un projet de lignes directrices définissant les principes de validation des NAMs. Il s’agit du signal le plus fort à ce jour d’une évolution des attentes réglementaires : les méthodes alternatives ne sont plus seulement autorisées, elles tendent progressivement à devenir la norme.
Parallèlement à cette dynamique portée par les États-Unis, la Chine s’est également imposée comme un acteur majeur de la gouvernance des organoïdes. En avril 2025, le National Science and Technology Ethics Committee a publié les Human Organoid Research Ethical Guidelines, un document de référence présentant les principales considérations scientifiques et éthiques relatives à l’utilisation des organoïdes dans la recherche. Grâce à ce cadre réglementaire et à une volonté affirmée de promouvoir le développement de plateformes innovantes reproduisant la biologie humaine, la Chine rejoint aujourd’hui les États-Unis parmi les leaders mondiaux de l’adoption des organoïdes en R&D.
À l’échelle internationale, l’Agence européenne des médicaments (European Medicines Agency, EMA) et la Pharmaceuticals and Medical Devices Agency (PMDA) du Japon mettent également en place les premiers cadres réglementaires dédiés aux organoïdes, à un rythme toutefois plus progressif.
Les principales autorités sanitaires soulignent la nécessité de poursuivre les travaux de validation et de standardisation avant d’envisager un remplacement à grande échelle des modèles animaux.
Des études comparatives évaluant directement les performances prédictives des organoïdes par rapport aux modèles animaux seront déterminantes pour démontrer leur valeur.
Ces évolutions répondent également à une attente sociétale de longue date visant à réduire le recours à l’expérimentation animale. Les récentes évolutions réglementaires témoignent d’une véritable dynamique : le programme Complement Animal Research in Experimentation des NIH prévoit ainsi un investissement de 150 millions de dollars afin d’accélérer le développement, la standardisation, la validation et l’adoption de technologies alternatives, dont les organoïdes.
L’oncologie est l’un des domaines pionniers dans l’utilisation des organoïdes. Les organoïdes tumoraux, qui reproduisent fidèlement les caractéristiques génétiques de la tumeur d’un patient, peuvent être testés avec différents traitements afin d’identifier les options thérapeutiques les plus efficaces. Ils peuvent être produits à grande échelle pour modéliser une maladie sur le long terme ou développés à partir de la tumeur d’un patient dans le cadre d’approches de médecine personnalisée.
En 2023, une équipe du Fred Hutchinson Cancer Center, à Seattle, a collaboré avec SEngine Precision Medicine afin d’identifier les options thérapeutiques les plus adaptées pour une patiente atteinte d’un carcinome ovarien de stade IV1Al-Aloosi M, Prechtl AM, Chatterjee P, Bernard B, Kemp CJ, Rosati R, Diaz RL, Appleyard LR, Pereira S, Rajewski A, McDonald A, Gordon EJ, Grandori C. Case report: ex vivo tumor organoid drug testing identifies therapeutic options for stage IV ovarian carcinoma. Front Oncol. 2024 Jan 4;13:1267650. doi: 10.3389/fonc.2023.1267650. PMID: 38239650; PMCID: PMC10794297.. Les tests ex vivo réalisés sur les organoïdes ont permis de sélectionner un traitement ayant stabilisé la maladie pendant sept mois, avec des effets indésirables maîtrisés. Compte tenu du pronostic particulièrement défavorable de cette patiente, ce résultat illustre le potentiel des organoïdes pour faire progresser la médecine personnalisée.
À mesure que de nouveaux modèles tumoraux seront développés, tant pour la médecine personnalisée que pour la recherche en oncologie, leur utilisation continuera de s’étendre.
Découvrez comment notre équipe peut vous accompagner dans vos projets liés à la médecine personnalisée >
Les maladies gastro-intestinales et hépatiques constituent un autre domaine majeur d’application des organoïdes. La modélisation de maladies hépatiques aiguës ou génétiques permet d’évaluer différentes options thérapeutiques dans un contexte physiologique proche de celui de l’Homme.
Les organoïdes hépatiques peuvent également être utilisés très en amont afin d’évaluer la toxicité des candidats médicaments et d’écarter plus rapidement les molécules présentant un profil de sécurité insuffisant.
En partenariat avec le Cincinnati Children’s Hospital, Roche est parvenu à modéliser des lésions hépatiques d’origine immunitaire à l’aide d’un modèle d’organoïde, ouvrant ainsi la voie à une utilisation encore plus prédictive de cette technologie2Soussi FEA, Brusilovsky M, Buck E, Bacon WC, Dadgar S, Fullerton A, Durban VM, Barrile R, Helmrath MA, Takebe T, Roth A, Kasendra M. Autologous Organoid-T Cell Co-Culture Platform for Modeling of Immune-Mediated Drug-Induced Liver Injury. Adv Sci (Weinh). 2025 Nov;12(43):e08584. doi: 10.1002/advs.202508584. Epub 2025 Sep 26. PMID: 41001778; PMCID: PMC12631937..
Les organoïdes ont également joué un rôle majeur dans la recherche sur les maladies respiratoires, en particulier durant la pandémie de COVID-19.
Les organoïdes pulmonaires ont permis d’évaluer l’efficacité de traitements antiviraux et de mieux comprendre leur mécanisme d’action afin d’améliorer la prise en charge des patients atteints d’infections respiratoires.
Le Remdesivir™, un traitement antiviral contre la COVID-19, a notamment été évalué sur des organoïdes pulmonaires humains afin d’en mesurer l’efficacité3Huang, J., Hume, A. J., Abo, K. M., Werder, R. B., Villacorta-Martin, C., Alysandratos, K. D., … & Kotton, D. N. (2020). SARS-CoV-2 infection of pluripotent stem cell-derived human lung alveolar type 2 cells elicits a rapid epithelial-intrinsic inflammatory response. Cell stem cell, 27(6), 962-973..
En 2025, le marché mondial des organoïdes humains était estimé à environ 1,2 milliard de dollars, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) d’environ 20 %, soit une croissance deux à trois fois plus rapide que celle du marché des modèles animaux (6 à 8 % de TCAC)4Towards Healthcare Research and Consulting, https://www. towardshealthcare. com/. (2026, April 27). Organoids and spheroids market powers breakthroughs in Regenerative Medicine. Towards Healthcare Research & Consulting. https://www.towardshealthcare.com/insights/organoids-and-spheroids-market-sizing5Animal model for testing market growth analysis, dynamics, key players and innovations, outlook and forecast 2026-2032. Animal Model for Testing Market Outlook 2026-2032. (2026, January 2). https://www.intelmarketresearch.com/animal-model-for-testing-market-22322.
La croissance du marché de l’expérimentation animale reste, quant à elle, alignée sur celle des activités de R&D (environ 6,5 % de TCAC)6Drug development cost pharma $2.2B per asset in 2024 as GLP-1s drive financial return: Deloitte. (2025, March 25). Fierce Biotech. https://www.fiercebiotech.com/biotech/drug-development-cost-pharma-22b-asset-2024-plus-how-glp-1s-impact-roi-deloitte. Si le marché des modèles animaux demeure aujourd’hui nettement plus important (environ 10 milliards de dollars, contre 1 milliard pour les organoïdes), les tendances actuelles laissent penser que les organoïdes représenteront une part croissante des essais précliniques au cours de la prochaine décennie.
La dermatologie est l’un des domaines émergents les plus prometteurs pour les organoïdes. La peau artificielle est déjà largement utilisée pour les essais de sécurité des produits cosmétiques, en tant qu’alternative éthique à l’expérimentation animale.
L’Oréal figure parmi les pionniers dans ce domaine grâce à des collaborations avec l’Université de Californie à Berkeley (UC Berkeley) ainsi qu’avec plusieurs partenaires industriels et académiques. Les avancées réalisées dans le secteur des cosmétiques constituent aujourd’hui une base solide pour accélérer le développement des applications dermatologiques. En France, des entreprises comme BioHive proposent des organoïdes cutanés destinés aussi bien à la R&D pharmaceutique qu’à l’industrie cosmétique.
Ces organoïdes reproduisent la diversité des types cellulaires présents dans la peau et permettent même de modéliser des maladies inflammatoires ainsi que différents phototypes cutanés, ouvrant de nouvelles perspectives pour la recherche en dermatologie.
La cardiologie constitue un autre domaine d’application émergent. Une équipe de chercheurs australiens a utilisé des organoïdes cardiaques pour démontrer que l’inhibition des protéines BET permettait de limiter les effets délétères de l’inflammation cardiaque induite par une infection au SARS-CoV-27Mills, R. J., Humphrey, S. J., Fortuna, P. R., Lor, M., Foster, S. R., Quaife-Ryan, G. A., … & Hudson, J. E. (2021). BET inhibition blocks inflammation-induced cardiac dysfunction and SARS-CoV-2 infection. Cell, 184(8), 2167-2182..
La complexité de la modélisation de l’environnement extracellulaire du cœur ainsi que la diversité des tissus cardiaques constituent toutefois encore des obstacles à une adoption plus large des organoïdes cardiaques.
La neurologie offre un potentiel considérable, mais demeure un domaine particulièrement complexe en raison de l’extrême diversité cellulaire du cerveau.
Les avancées récentes permettent désormais aux organoïdes cérébraux humains de reproduire plusieurs caractéristiques clés des maladies neurodégénératives, notamment les dépôts d’amyloïde et de protéine Tau observés dans la maladie d’Alzheimer. Ces pathologies ayant longtemps été difficiles à modéliser, de nouveaux progrès pourraient ouvrir la voie au développement de traitements innovants.
Pour les responsables R&D, il est essentiel de comprendre comment et à quel moment tirer parti des technologies d’organoïdes dont certaines n’ont pas encore atteint leur pleine maturité. Trois défis techniques majeurs structurent aujourd’hui cette réflexion, chacun appelant une approche stratégique différente selon l’aire thérapeutique concernée.
La standardisation accuse généralement un retard par rapport aux premières phases d’innovation même si les protocoles continuent de progresser, notamment grâce aux recommandations publiées par l’American Type Culture Collection (ATCC). La capacité à produire facilement, de manière robuste et reproductible des organoïdes homogènes constitue aujourd’hui un critère déterminant pour choisir entre un développement en interne ou un partenariat avec un acteur externe.
Dans les aires thérapeutiques où les modèles d’organoïdes sont déjà bien établis comme les maladies gastro-intestinales, les maladies hépatiques ou l’oncologie, les programmes internes comme les collaborations externes permettent désormais d’obtenir des résultats reproductibles. En revanche, pour les applications encore émergentes, collaborer avec des équipes académiques spécialisées, des biotechs ou des organismes de recherche sous contrat (Contract Research Organizations, CRO) constitue souvent la voie la plus rapide.
À plus long terme, les principaux progrès en matière de standardisation devraient provenir de l’automatisation des procédés de production qui permettra de réduire davantage l’hétérogénéité des phénotypes d’organoïdes et d’améliorer encore la reproductibilité des résultats.
La plupart des modèles actuels ne disposent ni d’un réseau vasculaire fonctionnel ni d’une circulation sanguine ce qui limite la taille des organoïdes ainsi que leur durée de vie en culture.
Cependant, les avancées dans ce domaine sont rapides. En juin 2025, des chercheurs de Stanford Medicine ont publié une étude majeure présentant les premiers organoïdes cardiaques et hépatiques capables de développer spontanément un réseau de vaisseaux sanguins8Abilez OJ, Yang H, Guan Y, Shen M, Yildirim Z, Zhuge Y, Venkateshappa R, Zhao SR, Gomez AH, El-Mokahal M, Dunkenberger L, Ono Y, Shibata M, Nwokoye PN, Tian L, Wilson KD, Lyall EH, Jia F, Wo HT, Zhou G, Aldana B, Karakikes I, Obal D, Peltz G, Zarins CK, Wu JC. Gastruloids enable modeling of the earliest stages of human cardiac and hepatic vascularization. Science. 2025 Jun 5;388(6751):eadu9375. doi: 10.1126/science.adu9375. Epub 2025 Jun 5. PMID: 40472086; PMCID: PMC12815606.. Leurs organoïdes cardiaques vascularisés comprenaient 15 à 17 types cellulaires, atteignant un niveau de complexité proche de celui d’un cœur humain au début du développement embryonnaire. Cette avancée répond à l’une des principales limites de la technologie et ouvre la voie à des modèles plus durables et plus représentatifs de la physiologie humaine pour le développement des médicaments.
Pour les équipes R&D intervenant en cardiologie ou en hépatologie, il s’agit d’une opportunité à explorer, davantage via des partenariats ou des accords de licence que par un développement entièrement internalisé.
L’absence de cellules immunitaires biologiquement représentatives constitue aujourd’hui l’une des principales limites des organoïdes, notamment pour les applications en immunologie. Des chercheurs de Roche ont récemment développé des organoïdes intégrant des cellules immunitaires résidentes des tissus marquant une avancée importante dans ce domaine9Recaldin, T., Steinacher, L., Gjeta, B. et al. Human organoids with an autologous tissue-resident immune compartment. Nature 633, 165–173 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07791-5.
D’autres avancées dans l’intégration des cellules immunitaires pourraient améliorer les organoïdes dans de nombreux domaines, les cellules immunitaires jouant un rôle central dans la plupart des maladies et des organes. Pour la majorité des organisations, les modèles d’organoïdes pleinement immunocompétents demeurent un objectif à long terme, un domaine à suivre via des consortiums industriels et des collaborations de recherche plutôt qu’à développer en interne dès aujourd’hui.
En résumé : le niveau de maturité des organoïdes varie fortement selon le type d’organe et l’application visée. Les équipes R&D qui cartographient leur portefeuille de projets au regard de ce paysage technologique et qui choisissent la bonne combinaison entre investissements internes, partenariats avec des CRO et des biotechs, et collaborations académiques, en tireront de la valeur plus rapidement.
Avec la formalisation par la Food and Drug Administration (FDA) des critères de validation des New Approach Methodologies (NAMs) et l’adoption croissante des organoïdes dans de nombreuses aires thérapeutiques, la question n’est désormais plus de savoir si les organoïdes transformeront les pipelines de R&D, mais à quelle vitesse les entreprises sauront les intégrer à leurs stratégies de développement.
Deux questions à vous poser pour évaluer la pertinence des organoïdes dans vos activités de R&D :
Chez Alcimed, nous accompagnons les acteurs de l’industrie pharmaceutique et des biotechnologies dans l’évaluation du niveau de maturité des organoïdes selon les aires thérapeutiques, l’identification des partenaires les plus pertinents tout au long de la chaîne de valeur, l’anticipation des évolutions réglementaires et bien plus encore. N’hésitez pas à contacter notre équipe !
À propos de l’auteur,
Charles, Consultant au sein de l’équipe Santé d’Alcimed aux États-Unis.
Cross-sectoriel
Cure51, une plateforme de valorisation de données biomédicales Fondée en 2022, Cure51 est une TechBio qui vise à construire une base de données à partir de profils cliniques et moléculaires ...
Santé
Approche n°1 : utilisation de technologies innovantes pour les essais in vitro Dans l'ère actuelle des progrès technologiques, des méthodes alternatives aux études sur les animaux sont ...
Santé
Trois domaines dans lesquels l'impression 3D médicale est un catalyseur d'innovation Domaine n°1 : accélération du prototypage et de la conception La capacité de l'impression 3D à produire ...