La bio-impression 3D d’un coeur humain : la recherche continue

Selon l’Organisation mondiale de la santé, les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde et provoqueront en 2030 près de 23,6 millions de décès. La transplantation cardiaque est souvent la seule issue de survie d’un patient. Cependant, les greffes de coeur présentent deux problèmes prédominants : le rejet d’organe et les longues listes d’attente des donneurs. C’est pourquoi de nombreux laboratoires tentent d’y apporter des solutions par la bio-impression. 

Selon 3dnatives, la bio-impression est une « méthode qui permet de créer des structures cellulaires grâce à une imprimante 3D spécifique offrant la possibilité de concevoir des organes vivants ». Ce procédé en est au stade de la recherche et du développement, dans le domaine de l’impression 3D d’un coeur humain mais certaines études ont eu des résultats encourageants. 

La fédération française de cardiologie estime qu’une greffe du coeur est destinée aux patients souffrant d’une insuffisance cardiaque,  et dont le recours à la transplantation se révèle indispensable pour sauver la vie du patient. Pour effectuer une greffe, un appariement doit être fait entre le donneur et le receveur en fonction de la gravité de l’état du receveur, de la compatibilité de groupe sanguin, de morphologie et de l’âge. Cependant, à cause du nombre limité de donneurs, des malades meurent avant même de se faire greffer. Si elle est réalisée, la transplantation implique un traitement médicamenteux pour réduire le risque de rejet du coeur transplanté et une surveillance médicale rapprochée. 

L’objectif ultime de la bio impression 3D d’un coeur serait d’utiliser les cellules du patient pour créer un coeur humain opérationnel qui éliminerait les problèmes de rejet et de liste d’attente des donneurs. Grâce à la fabrication d’organes sur mesure, adaptée à chaque patient, la technologie 3D révolutionnerait le secteur chirurgical. 

Le 15 avril 2019 : la faculté des sciences de l’Université de Tel-Aviv pionnière dans l’impression 3D d’un coeur avec des vaisseaux sanguins 

Selon Sciences et avenir, une avancée majeure a été effectuée par une équipe israélienne dans la prévention du rejet des greffes cardiaques et dans le traitement des maladies cardiovasculaires. 

Cette étude a permis d’imprimer un coeur entier, de la taille de celui d’un lapin, biocompatible avec le patient. Ce coeur est composé de vaisseaux sanguins, de ventricules et de chambres. L’innovation majeure de cette étude réside dans la présence de vaisseaux sanguins et de cellules à partir de cellules du patient, ce qui n’a jamais été réalisé auparavant. 

Selon 3dnatives, les scientifiques ont effectué une biopsie du tissu adipeux de plusieurs patients et  ont mélangé les cellules du tissu à l’hydrogel qui constitue la bio-encre (liquide contenant des cellules). Par la suite, ils ont prélevé des cellules cardiaques et des vaisseaux sanguins, et les ont reprogrammés pour ensuite les mélanger à la bio-encre. 

Cet essai a soulevé plusieurs difficultés, notamment celle de parvenir à la multiplication d’un nombre suffisant de cellules afin de créer suffisant de tissus nécessaire à un coeur à taille humaine. La seconde difficulté est celle de faire fonctionner l’organe de façon autonome car les cellules doivent se constituer une capacité de pompage, actuellement elles se contractent mais ne pompent pas. La troisième difficulté est celle de la capacité des imprimantes 3D actuelles qui sont limitées par la taille de leur résolution, et  ne peuvent pas imprimer tous les petits vaisseaux sanguins. 

Les coeurs imprimés seront greffés sur des animaux d’ici un an probablement, le professeur Tal Dvir estime que dans une dizaine d’année la greffe sur un être humain pourra être possible. 

BIOLIFE4D : un coeur humain fonctionnel imprimé en 3D

BIOLIFE4D est une startup américaine spécialisée en biotechnologie qui a pour objectif de bio-imprimer un coeur humain. Cette entreprise a présenté des travaux de recherche très encourageants. En 2018 ils ont réussi à reproduire un tissu cardiaque humain. Mais les recherches ne se sont pas arrêtées là et ont beaucoup progressé. 

Selon 3dnatives, les chercheurs ont annoncé le 9 septembre 2019 la création d’un coeur humain miniature bio-imprimé en 3D ayant des ventricules et des cavités, complètement structuré. Selon SiècleDigital, pour obtenir la bio-encre pour l’impression, les scientifiques ont extrait des cellules du muscle cardiaque d’un patient, l’ont mélangé à des substances à base de cellules vivantes capables d’imiter la matrice extracellulaire (ce qui permet la cohésion tissulaire, la consolidation, l’adhésion et la migration cellulaire) pour favoriser l’adhésion aux tissus afin de former la bio-encre. Pour les chercheurs, l’avancée majeure de ce nouveau coeur réside dans la reproduction des chambres internes et de certaines valves propres à une partie de la structure du coeur.

Ainsi, aucune de ces deux groupes scientifiques n’ont encore réussi à créer une réplique parfaite d’un coeur humain et notamment de son myocarde. Les exploits accomplis jusqu’ici présagent d’un futur aboutissement pour sauver les personnes ayant besoin d’une transplantation cardiaque.

 Cécile PIEPLU

M2 Cyberjustice- Promotion 2019-2020

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