Des chercheurs sont parvenus à imprimer en 3D des cellules souches embryonnaires et ouvrent ainsi la voie à l’enjeu suprême de la médecine régénérative : la création d’organes humains entiers et fonctionnels. Le rêve fou est aujourd’hui à portée de souris, de laboratoire et d’ordinateur, pour imaginer notre corps réparable à l’infini.
La médecine-fiction est à nos portes. Les imprimantes 3 D, déjà capables de copier des structures à partir d’un modèle en trois dimensions conçu sur ordinateur, peuvent reproduire des tissus vivants ! A un stade expérimental, mais bluffant. Il ne s’agit pas de greffer des prothèses éditées sur mesure en plastique biodégradable ou en titane, comme cela a déjà été fait pour se substituer à une main, une mâchoire inférieure ou un morceau de trachée, mais d’imprimer des cellules jusqu’à obtenir tout ou partie d’un tissu de peau, de muscle ou d’os. Et même, dans les décennies à venir, un cœur, un rein, une vessie ou un foie.
BIENTÔT DES ORGANES IMPRIMÉS EN 3D?
On peut raisonnablement envisager les premiers essais cliniques sur l’homme d’ici à dix ans pour des tissus simples tels que la cornée, la peau ou l’os. L’impression de tissus en 3D ressemble à un eldorado pour nombre de chercheurs, dont le pionnier, Anthony Atala, espère pouvoir un jour imprimer un organe en 3D. Les chercheurs du MIT ont aussi aidé la start-up californienne Organovo à réaliser une bio-imprimante 3D afin de créer des tissus vivants pouvant être transplantés. Le parcours n’a pas été simple et les quantités ne sont pas encore phénoménales. Mais la société arrive à copier quelques brins de muscle cardiaque ou de poumon, une des difficultés étant de reproduire la vascularité d’un organe, c’est-à-dire sa circulation sanguine.
Création d’un prototype de rein par bio-imprimante au Wake Forest Institute.Nous ne sommes qu’au début d’une révolution, mais la médecine régénérative apparaît déjà sous de bons auspices : d’ici à une trentaine d’années, elle devrait être capable de reconstituer entièrement un organe dans le corps humain, en faisant par exemple repousser un rein dans le corps d’un patient à partir de ses cellules souches, un peu comme la salamandre restaure les parties perdues de son corps. Et les bio-imprimantes pourraient être si sophistiquées qu’elles reproduiraient à la demande un organe sur mesure, toujours à partir des cellules souches du patient, permettant ainsi de le greffer rapidement sans risque de rejet. Une porte ouverte vers l’homme éternel, car réparable à l’infini.
Comment ça marche ?
L’imprimante 3D dépose des couches successives de matière pour reproduire une structure modélisée sur un ordinateur en 3D. Pour les tissus humains il s’agit de cellules souches capables de se multiplier et de se spécialiser sur n’importe quel tissu. Ces cellules baignent dans un « milieu de culture », une préparation appropriée élaborée par les chercheurs. Une fois le liquide cellulaire fabriqué, on le dépose dans une « cartouche » que l’on place dans l’imprimante.
Le prototype de rein (à gauche) fabriqué par Anthony Atala et les structures en collagène, oreille et doigt, sur lesquelles les cellules souches vont se reproduire.© DR
A l’autre bout du dispositif, on installe l’équivalent d’un papier d’imprimante classique : une fine plaque de collagène constituée de protéines essentielles à la constitution des tissus qui va permettre aux cellules d’évoluer. Reste à lancer l’impression : un rayon laser cible le liquide cellulaire, dont les gouttes se déposent peu à peu sur la plaque de collagène. Quarante-huit heures plus tard, les cellules commencent à se reproduire, créent des connexions, fabriquant ainsi du tissu.
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