Organes artificiels et Bioprint 3D
Des organes imprimés à partir d'une nouvelle technologie que l'on appelle le Bioprint 3D : utopie ou réalité ?
Grâce aux recherches avancées de la médecine régénérative, il pourrait être possible d’imprimer des organes artificiels.
Dis comme ça, il est vrai qu'on pourrait se croire dans un film de science-fiction.
Pourtant, c’est tout le principe du Bioprint 3D ou de la bio impression.
Concrètement, cette technologie se sert des techniques de la médecine régénérative, utilisant des cellules-souches afin de créer des organes artificiels.
Si les essais se révèlent concluants cela pourrait changer bien des choses concernant le don d’organes et les problématiques rencontrées aujourd’hui.
En France, malgré le consentement présumé instauré au nom de la solidarité nationale, le nombre de personnes sur les listes d’attente de don d’organes est supérieur à celui des donneurs.
C’est pourquoi la médecine régénérative s’est intéressée à l’impression d’organes à partir de la technologie Bioprint.
Voyons donc en détail comment cela fonctionne et s'il est possible de créer des organes artificiels ? À quel stade de développement en sommes-nous et quelles sont les chances de réussite ?
Bienvenue dans ce nouvel article spécial santé sur les organes artificiels et le Bioprint 3D.
Quelques données sur le don d’organes
Parce qu’il est important de restituer le contexte, voici quelques données.
Comme nous l’avons dit en introduction, les personnes en attente d’une greffe d’organe se comptent en centaines de milliers.
En France, on en dénombrait, en 2021 environ 24.000 selon l’association France Transplant.
Pourtant, seulement 5273 ont pu bénéficier d’une transplantation cette même année.
Bien que cela ne soit pas suffisant, c’est tout de même 19,3% de plus que l’année précédente.
Le nombre de donneurs a donc augmenté, néanmoins, les patients attendent toujours. Parfois même des mois, voire des années pour être bénéficiaires.
Notez d’ailleurs que le rein est l’organe le plus greffé suivi du foie, du cœur, des poumons, du pancréas et enfin de certaines parties des intestins.
Et si l’enjeu actuel et pour le futur serait de ne pas compter seulement sur l’augmentation du nombre de donneurs ?
Il est nécessaire désormais de développer d’autres techniques pour pouvoir sauver le plus de personnes.
Et cette technique, des chercheurs l’ont peut-être trouvé avec la création d’organes artificiels via la technologie du Bioprint 3D.
Bioprint, médecine régénérative et organes artificiels
De quoi parle-t-on vraiment lorsque l'on pense au Bioprint ou de la bio impression en français ?
La médecine régénérative est une branche dérivée de la médecine qui combine à la fois : thérapie cellulaire et impression 3D.
Reprenons le protocole de base afin de comprendre comment on pourrait aboutir demain à l'impression d'organes.
Des organes imprimés ?
Répondons à CETTE question qui vous intrigue peut-être : Est-il possible d’imprimer des organes directement depuis une imprimante ?
Non, du moins, pas pour le moment.
Tout simplement parce que la thérapie cellulaire est limitée pour le moment à la duplication de tissus cellulaires et de cellules-souches.
La création d'organes artificiels sur le principe de l'impression 3D
En quoi la bio impression s’inspire t-elle des impressions 3D ?
Les impressions 3D fonctionnent ainsi : une superposition de couches de différents matériaux afin d'obtenir, in fine, un objet en 3D.
Par matériaux, on entend, du métal, du plastique…etc.
Suivant le même concept, le Bioprint utilise en revanche, une encre spécifique contenant entre autres des cellules-souches, des molécules d’hydrogel et enfin, des sortes de nutriments aidant au développement des cellules.
Niveau prix, vous vous en doutez, si les imprimantes 3D étaient déjà inacessibles pour le commun des mortels, il y a peu de chances que vous puissiez en avoir une dans votre salon.
Zoom sur l'origine de "l'encre" utilisée par le Bioprint 3D
D’où vient cette encre ? Comment est-elle produite ?
Nous l’avons dit plus tôt, cette encre contient des cellules souches et d'autres cellules plus spécifiques.
Ces dernières s’obtiennent par extraction qui peut prendre deux formes.
- La première consiste à prélever des cellules et à les dupliquer ensuite, dans un environnement sécurisé.
- La deuxième consiste à prélever directement de la peau.
Une fois que l’on dispose de l’échantillon, comment obtenons-nous de la matière ? Par duplication.
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Comment procéder à la duplication de ces cellules ?
De la même manière qu’une imprimante 3D, le Bioprint va se servir de ses deux éléments :
- Un jet à compression,
- Une base ou une encre.
La technique utilisée sera celle de l’extrusion (en l’occurrence ici, de la micro-extrusion*).
*L'extrusion (ou la micro-extrusion dans notre cas) est un procédé mécanique qui consiste à la compression de matériaux dans un format spécifique. On retrouve ce procédé dans des domaines comme l’agroalimentaire (ex : pâtes), la plasturgie ou encore la métallurgie.
La Bio impression fonctionne de la sorte : une fine aiguille vient injecter l’encre sur une surface plate ou dans un milieu liquide, créant alors un filament continue d’une extrême finesse. Ce filament est composé du mélange de cellules compressées.
L'avantage avec le BioPrint, à la différence de la médecine régénérative, étant que la duplication se fait de manière beaucoup plus rapide.
Actuellement, les chercheurs n'en sont qu'au stade expérimental.
La duplication de cellules n’est pas le procédé le plus simple, il est très facile d'endommager les tissus qui sont très fragiles.
De plus, si certaines peuvent se stabiliser de manière autonome, d’autres nécessitent un traitement particulier (rayons UV, additions de produits …etc).
On en est donc à cette phase de test : soit le mélange prend et la création du tissu cellulaire est concluante, soit c’est un échec.
Quelques exemples concluants ?
Pour le moment, il est possible d'imprimer des éléments assez “simples” tels que des ligaments, des cartilages ou bien encore de la peau.
Des essais de régénérescence faciale sur des rats ont été testés avec des résultats plutôt satisfaisants. Idem en ce qui concerne des vessies bio imprimées.
C’est un début, certes, mais quand est-il des organes complexes ? Serait-il possible un jour d’obtenir le même résultat pour des organes comme un rein, un cœur…etc ?
La complexité du Bioprint pour recréer des organes artificiels
En effet, plusieurs problèmes apparaissent.
Tout d’abord, le fait que les cellules soient extrêmement fragiles et peuvent être endommagées facilement après l'étape de la micro-extrusion.
Ensuite, il faut pouvoir alimenter ces cellules dans un organe à taille humaine, cette fois. Avec tous les nutriments et l'oxygène nécessaire. Jusqu’à maintenant, les expériences ont seulement mené à recréer des organes de taille minime.
Enfin, il faudrait développer aussi des globules rouges afin de les intégrer dans les tissus bio imprimés.
Conclusion, imprimer un organe artificiel semblable à celui d’un être vivant, oui, mais semblable seulement pour le moment.
Des pistes sont suivies actuellement pour combiner à la fois des tissus cellulaires et des éléments électroniques.
Conclusion
Avec toutes ces informations, de multiples questions se posent.
La première étant bien entendu, jusqu’où sommes-nous capables d’aller ? Arriverons-nous un jour à l’état de super-homme si l'on combine à la fois des éléments naturels et des éléments électroniques ?
Mais avec un peu de recul, la question la plus importante, et sans doute, la plus complexe, est celle de se demander qui pourra bénéficier de cette technologie ?
Car une fois encore, on se doute que l’accès sera limité aux zones géographiques “privilégiées”, disposant des moyens et des conditions nécessaires.
Quoi qu’il en soit, le bioprint et qui plus est, la médecine régénérative pourrait être une solution à l’avenir.
Néanmoins, elle nécessite des recherches scientifiques plus poussées, ce qui implique aussi, plus de financement. C’est pourquoi, il est important de soutenir la recherche et surtout, de s’y intéresser pour les générations futures.
Enfin, et ce sera le dernier axe, des questions d’éthique se poseront forcément. Les pays et communautés seront néssairement amenés à devoir clarifier les réglementations, notamment au niveau des pratiques médicales.
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