Pourrions-nous fabriquer de nouveaux organes ?

En ce moment, plus de 120 000 personnes aux États-Unis ont besoin d'une greffe d'organe pour survivre, mais il y a beaucoup moins de donneurs - en janvier, par exemple, seulement 2 577 greffes ont été effectuées. C'est pourquoi certains scientifiques ont exploré la possibilité d'utiliser l'impression 3D ou des technologies connexes pour fabriquer des organes en quelques jours. Non seulement cela réduirait l'écart entre l'offre et la demande, mais cela pourrait éliminer complètement le besoin de donateurs. Et s'ils sont construits à partir des propres cellules d'un patient, les organes imprimables pourraient également réduire le risque de rejet de greffe.

Les scientifiques ne sont pas proches de cet objectif, mais ils font des pas dans la bonne direction, comme l'impression de modèles précis de formes d'organes et la construction de passages pour la circulation sanguine.

Bio-encres

La recherche sur les organes imprimables s'inscrit dans le domaine plus large de la bio-impression : l'impression de toute structure vivante constituée de cellules. Le niveau le plus élémentaire de conception d'organes commence par un tissu imprimé très fin qui peut être utilisé pour créer un échafaudage, un modèle d'organe qui ne peut pas encore fonctionner seul mais qui est plus qu'une simple réplique en plastique. À leurs débuts, les échafaudages imprimés étaient fabriqués à partir d'un matériau synthétique, et des cellules vivantes ont été ajoutées plus tard. Mais au début des années 2000, Anthony Atala, directeur du Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, a contribué à rationaliser ce processus en développant une imprimante 3D capable de déposer le modèle synthétique caoutchouteux avec des tissus déjà superposés.

Alors que la recherche en bio-impression progresse, le défi majeur n'est plus seulement de créer ces structures semblables à des organes, mais plutôt de les maintenir en vie. Les cellules sont incorporées dans des bio-encres qui sont imprimées couche par couche pour créer une bande de tissu vivant. C'est la même idée derrière le mouvement de va-et-vient d'une cartouche d'encre dans une imprimante traditionnelle. Mais seules les cellules imprimées sur les couches les plus externes du tissu peuvent accéder librement à l'oxygène et expulser les déchets, processus vitaux pour la survie des cellules. Les cellules des couches les plus internes s'étouffent et meurent.

La solution consiste à imprimer non seulement un échafaudage, mais également la vascularisation d'un tissu - un système de voies de plus en plus petites qui peuvent atteindre les couches les plus internes des cellules, fournissant du sang et de l'oxygène et emportant les déchets.

Progrès progressif

En 2014, Jennifer Lewis, professeur d'ingénierie d'inspiration biologique à l'Université de Harvard, a commencé avec succès à imprimer des vaisseaux dans son laboratoire. Pour l'instant, les recherches de Lewis se concentrent principalement sur l'utilisation de tissus imprimés en 3D équipés de vaisseaux sanguins pour tester des médicaments potentiels pour la toxicité chimique dans les tissus vivants.

Dans l'espoir de franchir une nouvelle étape vers l'impression d'un organe pleinement fonctionnel, Lewis travaille sur l'impression de petites régions d'organes. En ce moment, elle conçoit des néphrons, les minuscules unités qui composent le rein : elles permettent à l'organe d'éliminer les déchets de l'organisme et de filtrer le sang, entre autres processus vitaux. Avant que Lewis puisse imprimer un rein, elle doit trouver comment imprimer un seul néphron. Mais ce n'est encore au mieux qu'un millionième de rein, prévient-elle. C'est l'échelle à laquelle se trouve ce domaine en ce moment.

Je crois personnellement qu'à ce stade de l'histoire, l'impression d'organes est comme un coup de lune, dit Lewis. Nous devrions nous diriger vers cet objectif, cela ne fait aucun doute, mais nous en sommes loin. Nous sommes vraiment loin.

Le plat à emporter :

Il faudra au mieux des décennies avant qu'un organe synthétique imprimé puisse être transplanté dans un être humain.

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