La transplantation d'organes peut sauver des vies, mais elle pose des problèmes tels que de longs délais d'attente et de hauts risques de rejet. Les scientifiques de l'Université de Stanford ont franchi une étape majeure vers la création de nouveaux organes à la demande, en obtenant un contrat et un financement expérimental pour imprimer en 3D un cœur humain et l'implanter dans un porc vivant.
Lorsque les organes d’un patient commencent à tomber en panne, la seule option est souvent une greffe. Même si les greffes peuvent sauver des vies, la réponse n'est pas simple : les dons d'organes sont rares, ce qui signifie que de nombreux patients meurent sur des listes d'attente. Même si un organe correspondant est trouvé, le système immunitaire du receveur considère les cellules de l'organe comme étrangères et les attaque, conduisant au rejet. Les médicaments immunosuppresseurs peuvent empêcher que cela ne se produise, mais cela peut rendre le patient vulnérable à d'autres maladies.
La solution idéale serait d’extraire des cellules souches du patient et de les utiliser pour imprimer en 3D un tout nouvel organe. Non seulement cela peut être fait chaque fois que cela est nécessaire, mais comme ils sont fabriqués à partir des propres cellules du receveur, le rejet d'organe appartiendra au passé. La technologie nécessaire pour réaliser cette vision s'est développée régulièrement ces dernières années, notamment la capacité d'imprimer des vaisseaux sanguins dans ces tissus.
Nous avons désormais franchi une étape majeure vers cet avenir possible. Une équipe de scientifiques de l'Université de Stanford a remporté un contrat fédéral de 26,3 millions de dollars de l'Advanced Research Projects Agency-H (ARPA-H) pour bioimprimer un cœur humain fonctionnel et l'implanter dans des porcs vivants afin de tester la faisabilité d'une telle procédure.
Mark Skylar-Scott, le chercheur principal du projet, a déclaré : « Il s'agit véritablement d'un effort de grande ampleur, mais les matières premières nécessaires à la bio-impression d'un organe humain complet et complexe sont maintenant prêtes à être utilisées. Avec le système vasculaire, il est possible de créer de gros morceaux de tissu épais qui peuvent être implantés et survivre. Cela commence l'ère de la biofabrication d'organes.
À l’aide d’une banque de bioréacteurs automatisés, l’équipe prévoit de cultiver tous les types de cellules nécessaires à la fabrication du cœur humain, notamment les cardiomyocytes ventriculaires et auriculaires (responsables de la contraction lorsque le cœur bat), les cellules nodulaires qui génèrent des signaux électriques et agissent comme des stimulateurs cardiaques naturels, les cellules qui forment les fibres de Purkinje (qui conduisent ces signaux électriques), les cellules musculaires lisses, les cellules immunitaires appelées macrophages et les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins. Ces mélanges de cellules peuvent ensuite être introduits dans une bio-imprimante et utilisés comme « encre » pour imprimer en 3D un cœur humain entièrement fonctionnel.
L'équipe affirme que les bioréacteurs seront capables de produire des milliards de cellules différentes, suffisamment pour imprimer un cœur toutes les deux semaines. Les cœurs seront mis à l'épreuve en laboratoire, pour les améliorer en vue d'éventuels tests sur des porcs vivants, dans l'espoir de maintenir les animaux en vie.
"Nous allons pratiquer, pratiquer, pratiquer avec ce grand nombre de cellules, apprendre toutes les règles de conception du cœur et optimiser la survie et la fonction dans tout le cœur en vue d'une éventuelle implantation chez des porcs", a déclaré Schuyler-Scott.
Bien que l’équipe espère mener des expériences sur les porcs au cours des cinq prochaines années, les derniers essais sur l’homme pourraient prendre plusieurs années avant. Cependant, ces essais constituent une preuve de concept nécessaire sur la voie de la bio-impression de nouveaux organes à l’aide de vos propres cellules.