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La quête d'un foie artificiel
Prométhée, la figure mythologique qui a volé le feu des dieux, a été puni en étant lié à un rocher. Chaque jour, un aigle s'abattait et se nourrissait de son foie, qui repoussait ensuite pour être mangé à nouveau le lendemain.
Ces cellules hépatiques (colorées en rouge si matures) ont été générées à partir de cellules souches pluripotentes induites.
Les scientifiques modernes savent que le foie peut effectivement se régénérer si une partie de celui-ci est retiré, explique l'ingénieur du MIT Sangeeta Bhatia, professeur de sciences et technologies de la santé et de génie électrique et informatique. Cependant, les chercheurs essayant d'exploiter cette capacité dans l'espoir de produire du tissu hépatique artificiel pour la transplantation ont été bloqués à plusieurs reprises : les cellules hépatiques matures, appelées hépatocytes, perdent rapidement leur fonction normale lorsqu'elles sont retirées du corps.
Maintenant, Bhatia et ses collègues ont fait un pas vers le tissu hépatique artificiel. Ils ont identifié une douzaine de composés chimiques qui peuvent aider les cellules hépatiques non seulement à maintenir leur fonction normale tout en étant cultivées dans une boîte de laboratoire, mais également à se multiplier pour produire de nouveaux tissus.
Les cellules cultivées de cette manière pourraient aider les chercheurs à développer des tissus modifiés pour traiter bon nombre des 500 millions de personnes souffrant de maladies chroniques du foie telles que l'hépatite C.
Bhatia, qui est également chercheur aux instituts Broad et Koch ainsi qu'à l'Institute for Medical Engineering and Science, a précédemment développé un moyen de maintenir temporairement une fonction normale dans les cellules hépatiques retirées du corps ; la clé était précisément de les mélanger avec des cellules de fibroblastes de souris. Pour cette étude, l'équipe de recherche a adapté le système afin que les cellules hépatiques puissent se développer, en couches avec les cellules fibroblastiques, dans de petites dépressions dans une boîte de laboratoire. Cela a permis aux chercheurs d'effectuer des études rapides à grande échelle sur la façon dont 12 500 produits chimiques différents affectent la croissance et les fonctions des cellules hépatiques, y compris la désintoxication des médicaments, le métabolisme énergétique, la synthèse des protéines et la production de bile.
Ce criblage a identifié 12 composés qui ont aidé les cellules à se diviser, à maintenir leurs fonctions normales, ou les deux.
Bhatia et ses collègues ont également récemment fait des progrès sur un autre défi dans l'ingénierie du tissu hépatique : faire en sorte que le corps du receveur développe des vaisseaux sanguins pour fournir au nouveau tissu de l'oxygène et des nutriments. En collaboration avec Christopher Chen, professeur à l'Université de Pennsylvanie, Bhatia a montré que si des cordons préformés de cellules endothéliales sont incrustés dans le tissu, ils se développeront rapidement en un réseau de vaisseaux sanguins une fois le tissu implanté.
Ensemble, ces articles offrent une voie à suivre pour résoudre deux des défis de longue date de l'ingénierie des tissus hépatiques : la croissance d'une grande quantité de cellules hépatiques à l'extérieur du corps et la greffe de tissus sur le receveur de greffe, dit Bhatia.