Un dispositif microfluidique qui simule le rythme cardiaque et la circulation d’un embryon. Les canaux rouges indiquent les canaux d’ensemencement des cellules souches du sang, les canaux bleus contrôlent les contractions ventriculaires et le vert les valves de circulation.

Le don de cellules souches du sang est une procédure médicale importante, mais il est soumis à une pénurie constante. Des chercheurs de l’université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) viennent de démontrer comment un dispositif microfluidique imitant le cœur embryonnaire peut produire des précurseurs de cellules souches du sang, ce qui pourrait permettre de fabriquer des cellules souches du sang à la demande.

Comme pour les organes et les transfusions sanguines ordinaires, les patients recevant des dons de cellules souches du sang doivent avoir le même groupe sanguin que leur donneur pour éviter que leur système immunitaire ne rejette les cellules étrangères. Cela entraîne une pénurie de donneurs viables, notamment pour les groupes sanguins les plus rares.

L’idéal serait que les scientifiques puissent cultiver des cellules souches du sang en laboratoire, qui pourraient théoriquement être données à quiconque en a besoin. Pour ce faire, on pourrait cultiver des cellules précurseurs, qui peuvent elles-mêmes se différencier en divers types de cellules, dont les globules rouges et les globules blancs. Pour la nouvelle étude, l’équipe de l’UNSW a examiné cette idée à l’aide d’un dispositif microfluidique qui pompait des cellules souches sanguines provenant d’une lignée de cellules souches embryonnaires.

« Une partie du problème est que nous ne comprenons pas encore complètement tous les processus qui se déroulent dans le microenvironnement pendant le développement embryonnaire et qui conduisent à la création de cellules souches sanguines vers le 32e jour », a déclaré le Dr Jingjing Li, auteur principal de l’étude. « Nous avons donc fabriqué un dispositif imitant les battements du cœur et la circulation sanguine, ainsi qu’un système d’agitation orbitale qui provoque une contrainte de cisaillement – ou friction – des cellules sanguines lorsqu’elles se déplacent dans le dispositif ou autour d’un plat. »

Et comme de juste, on a constaté que le dispositif favorisait le développement de cellules souches sanguines précurseurs. Et non seulement cela, mais ces précurseurs ont également produit des cellules sanguines différenciées, et même des cellules comme celles qui tapissent les vaisseaux sanguins, qui sont responsables de la création des cellules souches sanguines dans l’embryon en développement.

« La formation d’une aorte, puis l’émergence des cellules de cette aorte dans la circulation, est l’étape cruciale pour la génération de ces cellules », a déclaré Robert Nordon, co-auteur de l’étude. « Ce que nous avons montré, c’est que nous pouvons générer une cellule qui peut former tous les différents types de cellules sanguines. Nous avons également montré qu’elle est très étroitement liée aux cellules qui tapissent l’aorte – nous savons donc que son origine est correcte – et qu’elle prolifère. »

L’équipe espère que ces travaux pourront un jour déboucher sur des dispositifs capables d’incuber de grands lots de cellules souches sanguines, ce qui permettrait de réduire la dépendance à l’égard des donneurs et de diminuer les temps d’attente. Les chercheurs s’efforcent actuellement d’étendre la technique en utilisant des bioréacteurs pour cultiver les cellules.

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)01167-6

https://newsroom.unsw.edu.au/news/health/blood-stem-cell-research-could-change-medicine-future