Entre autres applications potentielles, la miniPUMP pourrait être utilisée pour étudier l’effet de différents médicaments sur la fonction cardiaque.

Lorsqu’on mène des recherches en cardiologie, l’idéal serait que les expériences puissent être réalisées sur de véritables cœurs humains vivants. Des scientifiques ont mis au point ce qui pourrait être la meilleure solution, sous la forme d’un minuscule cœur mécanique alimenté par de véritables cellules cardiaques.

Créée par une équipe de l’université de Boston, la « pompe microfluidique unidirectionnelle de précision miniaturisée pour le cœur » – ou miniPUMP, en abrégé – ne mesure que 3 cm2. Elle reproduit la fonction du ventricule (chambre inférieure) d’un vrai cœur, en pompant de l’eau à travers elle de la même manière qu’un vrai cœur pompe le sang.

Cette pompe intègre un échafaudage composé d’une série de spirales acryliques concentriques reliées entre elles. Celles-ci sont ensemencées avec des cardiomyocytes humains vivants (cellules du muscle cardiaque). Lorsque ces cellules se dilatent et se contractent à l’unisson, l’échafaudage flexible se déplace avec elles, pompant l’eau à travers la miniPUMP.

Christos Michas observe la pompe miniature à cardiomyocytes en action.

Les cardiomyocytes peuvent être obtenus à partir de cellules de peau, de cellules sanguines ou de tout autre type de cellules facilement accessibles. Celles-ci sont reprogrammées en cellules souches, qui sont ensuite incitées à se différencier en cellules cardiaques. Cela signifie que les patients pourraient avoir des miniPompes fabriquées à partir de leurs propres cellules, afin de voir comment différents médicaments pourraient affecter spécifiquement leur cœur.

« Avec ce système, si je prélève des cellules sur vous, je peux voir comment le médicament réagirait chez vous, car ce sont vos cellules », a déclaré le chercheur principal, Christos Michas, chercheur postdoctoral. « Ce système reproduit mieux une partie de la fonction du cœur, mais en même temps, il nous donne la flexibilité d’avoir différents humains qu’il reproduit. »

On espère que la même technologie pourra un jour être utilisée pour produire d’autres dispositifs dits « organes sur puce », tels que des poumons et des reins. En fait, ce n’est pas le premier cœur sur puce que nous voyons – des modèles de conception différente ont été mis au point à l’université de Harvard et à l’université de Californie à Berkeley, entre autres.

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm3791

https://www.bu.edu/articles/2022/new-miniature-heart-could-help-test-heart-disease-cures/