Le premier cœur complet imprimé en 3D avec des tissus humains et des vaisseaux sanguins

Des chercheurs de l’Université de Tel Aviv déclarent que leur « grande découverte médicale » peut permettre de multiplier les possibilités de greffe.

Selon l’Organisation mondiale de la Santé, les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de décès dans le monde et les greffes sont actuellement la seule option possible pour les patients atteints d’insuffisance cardiaque en phase terminale. Toutefois, le nombre de donneurs de cœur est encore faible et beaucoup meurent en attendant. Même lorsqu'ils bénéficient d’une greffe, ils peuvent être victimes d’un rejet par leur corps - un problème qu'une équipe de chercheurs de l'Université de Tel Aviv cherche à résoudre.

L’équipe de Tel-Aviv a dévoilé au monde le premier cœur complet imprimé en 3D avec des tissus humains et des vaisseaux sanguins. Elle considère cette découverte comme « une avancée majeure » pouvant faire progresser les possibilités de la greffe. « L’utilisation des propres tissus du patient est importante pour éliminer le risque qu’un implant provoque une réponse immunitaire et qu’il soit rejeté », a déclaré Tal Dvir, qui a dirigé la recherche et est l’auteur principal de l’étude publiée dans la revue Advanced Science.

Selon Dvir, c’est « la première fois qu’on a conçu et imprimé avec succès un cœur complet avec des cellules, des vaisseaux sanguins, des ventricules et des chambres. Jusqu'à présent, les scientifiques de la médecine régénérative - un domaine situé au carrefour de la biologie et de la technologie - n'ont réussi à imprimer que des tissus simples sans vaisseaux sanguins. » Invité à résumer cet exploit novateur, il déclare : « Nos résultats démontrent le potentiel de notre approche pour l’ingénierie du remplacement de tissus et d’organes personnalisés à l’avenir. »

Alors, vous vous demandez peut-être par où commencer lorsqu’on imprime en 3D un cœur vivant ? La première étape consiste à faire une biopsie du tissu adipeux qui entoure les organes abdominaux du patient. Les chercheurs séparent ensuite les cellules du tissu du reste du contenu, à savoir la matrice extracellulaire reliant les cellules. Après cela, les cellules sont reprogrammées pour devenir des cellules souches et la matrice est transformée en un hydrogel personnalisé qui sert « d'encre » d'impression.

Lorsqu'elles sont mélangées à l'hydrogel, les cellules souches se distinguent en cellules cardiaques et épithéliales, créant des patchs cardiaques spécifiques au patient et compatibles avec le système immunitaire, avec des vaisseaux sanguins, qui deviennent ensuite un cœur entier. « À ce stade, notre cœur en 3D est petit, de la taille d’un cœur de lapin », a ajouté Dvir. « Mais les cœurs humains plus grands ont besoin de la même technologie. »

Il a également noté que « la biocompatibilité des matériaux d'ingénierie est cruciale pour éliminer le risque de rejet des implants, ce qui compromettrait le succès du traitement. Idéalement, le biomatériau devrait posséder les mêmes propriétés biochimiques, mécaniques et topographiques que les propres tissus du patient. Ici, nous parlons d’une approche simple d’impression 3D de tissus cardiaques épais, vascularisés et perfusables qui correspond parfaitement aux propriétés immunologiques, cellulaires, biochimiques et anatomiques du patient. »

Les chercheurs prévoient ensuite d’entraîner les cœurs à se comporter comme de vrais cœurs. Dvir explique : « Les cellules ont besoin d’avoir la faculté de pompage. Ils peuvent maintenant se contracter, mais nous avons besoin qu'ils travaillent ensemble. » Si les chercheurs réussissent, ils prévoient de transplanter le cœur imprimé en 3D sur un animal, puis sur l'Homme.

Même si beaucoup d’années peuvent encore s’écouler avant d’avoir des imprimantes d’organes dans les meilleurs hôpitaux du monde permettant la réalisation systématique de ces procédures, il s’agit là d’une étape révolutionnaire vers l’ingénierie d’organes personnalisés qui peuvent être transplantés avec moins de risque de rejet.

Plus de 113 000 personnes figurent actuellement sur la liste nationale des greffes. Et avec une pénurie de donneurs, cela signifie qu'environ 20 personnes meurent chaque jour en attendant un organe, selon le département américain de la santé.

Publié le 11 Juillet 2019