Les chercheurs du laboratoire du Prof. Tal Dvir de l’Université de Tel-Aviv ont réussi, pour la première fois au monde, à résoudre un défi majeur de la médecine moderne: utiliser une imprimante 3D pour imprimer un cœur vivant à partir de tissus prélevés sur un patient. D’après eux, la méthode ouvre la voie à la médecine du futur, et dans dix ans il sera possible d’imprimer pour chaque patient l’organe dont il a besoin à partir de tissus prélevés sur son corps, et il ne sera plus nécessaire d’attendre les greffes d’organes avec leurs risques de rejet.
Ces travaux novateurs ont été réalisés par le doctorant Nadav Nur et le Dr. Assaf Shapira dans le laboratoire de Tal Dvir, affilié à trois unités de recherche de l’Université de Tel-Aviv : l’Ecole de biologie cellulaire moléculaire et de biotechnologie de la Faculté des sciences de la vie, le Département de génie des matériaux de la Faculté d’ingénierie et le Centre de recherche pour la biotechnologie régénérative.
Pr Tal Dvir
« Depuis l’invention de la technologie d’impression tridimensionnelle, les chercheurs du monde entier tentent de l’utiliser pour imprimer, entre autres, des tissus et des organes destinés à la transplantation. Nous avons développé une nouvelle technologie qui résout un bon nombre des difficultés » , explique le Prof. Dvir.
Pour réaliser cette étude, les chercheurs ont utilisé des tissus adipeux prélevés sur un patient et y ont séparé les cellules graisseuses du collagène extracellulaire qui soutient le tissu. Puis, par un processus avancé d’ingénierie génétique, ils ont transformé ces cellules en cellules souches, à partir desquelles ils ont fabriqué des cellules du muscle cardiaque (myocarde) et des cellules vasculaires.
En parallèle, ils ont créé à partir du collagène une sorte ‘d’encre’ pour permettre l’impression. Ensuite, ils ont mélangé tous ces matériaux et alimenté avec ce mélange une imprimante en 3D, qui a imprimé conformément aux instructions de l’ordinateur, en fonction des images d’un cœur humain obtenues par IRM et par tomographie.
Un cœur de n’importe quelle taille, sans réaction immunitaire
Le cœur ainsi imprimé est constitué de très jeunes cellules, qui sont déjà capables de se contracter et présentent les propriétés des cellules cardiaques. Les chercheurs travaillent à présent à la maturation de ce cœur dans un environnement spécifique (bio-réacteur) jusqu’à ce que les cellules deviennent adultes, capables de communiquer entre elles par des signaux électriques et de fonctionner avec une efficacité maximale. Les chercheurs espèrent qu’au cours de l’année à venir, des cœurs imprimés de ce type seront implantés chez les animaux afin d’en tester le fonctionnement.
TAU’s volumetric 3D bioprinting process and other sample structures fabricated with the technique. Image via Advanced Science
« La méthode que nous avons développée nous permet d’imprimer un cœur de n’importe quelle taille. De plus, dans la mesure où ce cœur imprimé est produit à partir des propres tissus du patient, son système immunitaire ne le rejettera pas, comme cela arrive fréquemment pour les greffes d’organes actuelles. Enfin, cette méthode convient pour tous les organes susceptibles d’être greffés, et nous pensons qu’elle ouvre la voie à des technologies futures qui permettront de remplacer totalement les dons d’organes. Lorsqu’un patient aura besoin d’une transplantation, on prélèvera des tissus sur son corps, à partir desquels on pourra imprimer un organe personnalisé, adapté au patient par sa taille et ses caractéristiques et qui pourra être implanté dans son organisme », conclut le Prof. Dvir.
Auteur : Sivan Cohen-Wiesenfeld, PhD, Rédac’chef de la newsletter des Amis français de l’Université de Tel Aviv
Publication dans Advanced Science, le 15 avril 2019