7 Août, 2020

Des scientifiques utilisent des imprimantes 3D pour fabriquer des organes miniatures afin de tester de potentiels médicaments contre le COVID-19

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Il y a quelques mois, Science Times a présenté un garçon de 9 ans qui a utilisé son imprimante 3D pour créer des écrans protecteurs faciaux. Il a réussi à produire plus de mille écrans faciaux et continue à en créer d’autres. En effet, les imprimantes 3D sont devenues un outil utile dans cette lutte contre la pandémie. Aujourd’hui, les scientifiques envisagent de l’utiliser pour la bio-impression d’organes humains miniatures qu’ils pourront utiliser pour tester des médicaments destinés à traiter le COVID-19 et d’autres maladies telles que le cancer.

Bio-impression d’organes humains miniatures

Anthony Atala, le directeur de l’Institut de médecine régénérative de Wake Forest (Wake Forest Institute for Regenerative Medicine), et son équipe utilisent des imprimantes 3D pour créer des répliques d’organes humains de la taille d’une tête d’épingle afin de tester les médicaments pour COVID-19.

Son institut a imprimé de minuscules groupes d’organes au cours des dernières années pour tester l’efficacité des médicaments contre les bactéries et les maladies infectieuses.

Ils ont construit des poumons et des côlons miniatures, deux des organes les plus touchés par le coronavirus, et les ont envoyés à un laboratoire de l’université George Mason. Au départ, l’équipe a fabriqué des organes miniatures à la main à l’aide d’une pipette, mais elle a récemment utilisé des imprimantes 3D pour ses recherches.

L’impression en 3D de tissus humains est une forme de bio-impression. Les scientifiques développent cette méthode pour tester des médicaments et éventuellement créer de la peau et des organes de taille réelle pour les transplantations. Ils prévoient de fabriquer des tissus de peau pour les victimes de brûlures, de gérer le diabète lorsque la cicatrisation des plaies s’avère difficile, et de tester des produits cosmétiques sans nuire aux animaux ou aux humains.

L’importance de la bio-impression pour l’analyse pharmaceutique est aujourd’hui à son apogée, non seulement pour les traitements contre le COVID-19 mais aussi pour d’autres maladies. Le Dr. Atala a noté que les organoïdes aideraient les chercheurs à analyser les effets des médicaments sur un organe « sans le bruit » du métabolisme d’une personne.

De plus, les tests sur des organes miniatures bioimprimés permettront de savoir quels médicaments qui agissent sur les animaux pourraient ne pas être efficaces chez l’homme. Une ligne directrice importante que les entreprises de cosmétiques devraient garder à l’esprit, surtout que l’Union européenne leur a interdit de tester des produits sur les animaux depuis 2013.

Les parties de l’organe bio-imprimé

Les parties des organes bioimprimés comprennent l’échafaudage servant de base, qui est fait de matériaux biodégradables. Les scientifiques ont inclus des canaux microscopiques de 50 microns à l’échafaudage pour fournir la nutrition de l’organoïde.

Une fois l’opération terminée, une « bio-encre » ou une combinaison de cellules et d’hydrogel qui se transforme en gélatine est imprimée sur l’échafaudage qui ressemble à une couche de gâteau.

Bien entendu, l’organe n’est pas encore terminé sans les vaisseaux sanguins qu’il contient. Pankaj Karande, professeur adjoint de génie chimique et biologique à l’Institut polytechnique de Rensselaer, a récemment réussi cette étape.

Pankaj Karande a utilisé une cellule connue sous le nom de fibroblaste qui aide à la croissance, et du collagène comme échafaudage. Les chercheurs ont imprimé l’épiderme et le derme, les deux couches de la peau. Avec deux autres chercheurs, le Dr Karande commence à faire des expériences sur les cellules endothéliales humaines et les cellules péricitaires humaines.

Après quelques essais et erreurs, les chercheurs parviennent à intégrer les vaisseaux sanguins à la peau et découvrent qu’il existe de nouvelles connexions entre les nouveaux vaisseaux sanguins et les vaisseaux existants.

Alors que leur expérience n’en est qu’à son stade préliminaire, le Dr Karande avait bon espoir qu’elle réussisse et qu’elle prépare le terrain pour de futures greffes réussies chez l’homme.