La bio-impression volumétrique : vers la création de tissus artificiels en quelques secondes ?

A l’Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), une équipe de chercheurs a développé une technique de bio-impression volumétrique (volumetric bioprinting – VBP en anglais) qui permettrait de créer en quelques secondes seulement des structures dans un hydrogel comprenant des cellules souches. Ces formes complexes pourraient alors être vascularisées, ouvrant alors des portes en termes de fabrication de tissus artificiels et d’organes. 

Grâce aux progrès de la bio-impression, plusieurs initiatives ont été menées ces derniers mois dans le but de concevoir des tissus, des vaisseaux voire des organes bio-imprimés en 3D. Elle vient inévitablement impacter l’ingénierie tissulaire et a déjà des conséquences sur le secteur pharmaceutique où elle permet de tester des médicaments, mais aussi en chirurgie où le remplacement d’organes devrait être facilité. Rien que l’impression 3D permet aux médecins d’être mieux formés grâce à la création de modèles anatomiques sur-mesure, adaptés à la morphologie de chaque patient. 

La technologie de bio-impression VBP développée par les chercheurs de l’EPFL est basée sur un laser qui est envoyé sur un tube d’hydrogel qui tourne. Ce tube comprendrait des cellules souches. Le laser viendrait solidifier l’hydrogel sur des zones précises, ce qui permettrait de former rapidement la forme finale. Celle-ci est donc en suspension dans le gel. La structure obtenue pourrait alors être vascularisée en la mettant en contact avec des cellules endothéliales c’est-à-dire avec la couche la plus interne des vaisseaux sanguins. Un des avantages de cette technique serait sa rapidité : les chercheurs affirment que l’obtention de la forme finale se ferait en quelques secondes seulement, là où la bio-impression couche par couche est plus lente. Damien Loterie, chercheur et co-auteur de l’étude précise en effet : “Au contraire des méthodes de bio-impression traditionnelles, qui procèdent lentement et couche par couche, notre technique rapide offre plus de liberté en matière de design, tout en maintenant la viabilité des cellules.”

Pour le moment, l’équipe a démontré qu’elle pouvait bio-imprimer des formes de plusieurs centimètres comme un ménisque, un morceau de fémur ou encore une valve. A terme, elle espère concevoir des tissus artificiels et des organes, des applications intéressantes pour tester des médicaments autrement que sur des animaux, ou encore pour créer des implants sur-mesure. Paul Delrot, co-auteur de l’étude conclut : “Comme les caractéristiques des tissus humains dépendent largement de leur structure extracellulaire très sophistiquée, la possibilité de reproduire cette complexité est prometteuse pour de véritables applications cliniques.” 

Les résultats de ces travaux de recherche ont été publiés dans la revue Advanced Materials. Les chercheurs souhaiteraient commercialiser leur technologie et créer une spin-off dédiée pour ce faire.

*Crédits photo de couverture : Alain Herzog / 2019 EPFL

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