L'impression 3D de tissus humains fait un bond en avant. Alors que l'on connaissait déjà des expérimentations menées par certaines entreprises dont L'Oréal pour tester des produits sur du tissu humain imprimé en 3D, des chercheurs de l'université d'Harvard sont allés encore plus loin. Ces derniers sont en effet parvenus à imprimer en 3D du tissu cardiaque humain sur une puce ce qui préfigure une avancée majeure dans le domaine de la médecine du futur. Cette technologie de « tissu sur puce » pourrait bien servir à comprendre les dysfonctionnements génétiques spécifiques d'un patient en laboratoire, permettant de matcher les propriétés d'une maladie ou même des cellules d'un patient pour du test, avec des traitements.
Les résultats de cette recherche menée par des chercheurs de la John A. Paulson School en ingénierie et sciences appliquées (SEAS) et du Wyss Institute d'Harvard ont été publiées dans la revue médicale Nature Materials. « Nous repoussons les limites de l'impression 3D en développant et intégrant de multiples composants fonctionnels », a indiqué Jennifer Lewis, professeur au Wyss Institute. « Cette étude est une démonstration éclatante sur la façon dont notre plateforme peut être utilisée pour créer des puces entièrement fonctionnelles pour de la modélisation de maladies et proposer des traitements. »
Des chercheurs de l'université d'Harvard travaillent sur l'impression 3D de tissus cardiaques. (crédit : Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering)
Si les chercheurs d'Harvard étaient déjà parvenus à imprimer en 3D du tissu cardiaque sur une puce, les capteurs embarqués sur cette nouvelle puce leur permettent d'enregistrer facilement des données provenant de multiples tissus en une fois et sur de longues périodes, selon Johan Ulrik, auteur principal de l'article au SEAS. « Les données que nous avons reçues des capteurs sont des informations critiques du tissu cardiaque : la force du battement de coeur et la pulsation », a indiqué le chercheur. « Parce que la recherche pharmaceutique peut effectuer des milliers de test, il s'agit d'une amélioration importante de notre précédent travail. »
Du polymère flexible compose les organes sur puces
Typiquement, la recherche sur les maladies conduites en études cliniques peut prendre plusieurs années, et tester un simple médicament peut coûter plus de 2 milliards de dollars, d'après le Wyss Institute. En plus, des milliers d'animaux sont tués pour tester les traitements sachant que bien qu'il soient nécessaires, ces tests ne permettent pas de fait une correspondance totale à la physiopathologie humaine.
Les micropuces actuellement développées, baptisées « organes sur puces », sont constituée d'un polymère flexible contenant des canaux microfluidiques creux reliés par des vaisseaux sanguins artificiels bordées de cellules. Les chercheurs sont alors en mesure d'appliquer des forces mécaniques à la puce pour imiter le microenvironnement physique des organes vivants, y compris les mouvements respiratoires dans les poumons et les contractions dans l'intestin. « En concevant ce dispositif avec ces cellules, nous pourrions alors enquêter sur des thérapies potentielles pour un patient spécifique », a déclaré M. Lind. « Cela peut paraître un peu comme la science-fiction, mais notre laboratoire a déjà fait partie de l'enquête thérapies spécifiques au patient en utilisant des dispositifs de cœur sur une puce dans une étude précédente. »
Le Wyss Institute n'est pas le seul laboratoire à travailler sur le développent de bioimpression 3D pour du test de médicaments. C'est également le cas d'Organovo (partenaire de L'Oréal) qui a travaillé en 2014 sur l'impression 3D d'un foie humain ou encore de MaRS Innovations qui a collaboré avec l'université de Toronto pour créer une bio-imprimante PrintAlive, commercialisée pour l'impression 3D de tissu humain.