La bio-impression de tissu hépatique pourrait devenir une alternative aux greffes

Une équipe de recherche de l’université Carnegie Mellon, à Pittsburgh, a reçu un financement de 28,5 millions de dollars de la part de l’agence ARPA-H pour mener à bien le projet LIVE (Liver Immunocompetent Volumetric Engineering). L’objectif ? Fabriquer du tissu hépatique fonctionnel pour les patients souffrant d’insuffisance hépatique aiguë grâce à la bio-impression.

Le foie est l’un des organes les plus résistants du corps humain. Vous ne le savez peut-être pas, mais il est capable de remplacer ses cellules en réponse à des lésions aiguës et chroniques, un processus appelé « régénération hépatique ». La littérature actuelle sur le sujet nous apprend que la régénération du foie s’effectue par différentes voies, telles que l’activation des cellules hépatiques ou la reprogrammation métabolique. Cependant, ces solutions ne fonctionnent pas toujours pour tout le monde. Le projet LIVE a été créé pour relever ce grand défi de santé publique.

La première chose à comprendre à propos de ce projet est qu’il ne vise pas à créer un organe permanent dès le premier jour, mais plutôt un tissu hépatique temporaire qui donnera à l’organe le temps de se régénérer. L’équipe, dirigée par le Dr Adam Feinberg, utilisera deux technologies de pointe développées au sein même de l’université. D’une part, la technologie FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels) qui est une technique de bio-impression qui permet d’extruder des bio-encres souples, telles que le collagène, dans un hydrogel thermoréversible. Cela empêche les structures de s’effondrer sous leur propre poids, créant ainsi des architectures vasculaires complexes et précises à partir de protéines structurales et de cellules humaines.

La deuxième technologie utilisée sera 3D Ice Platforms. Il s’agit d’une technologie complémentaire qui utilise des processus de congélation contrôlée pour créer des échafaudages présentant une porosité interne spécifique, essentielle à la survie cellulaire et au flux de nutriments. Grâce à ces technologies, il sera possible de créer un tissu composé entièrement de cellules humaines et de protéines structurelles, éliminant ainsi les composants synthétiques qui sont souvent rejetés par l’organisme ou provoquent une inflammation.

L’un des principaux obstacles à la transplantation d’organes, qu’ils soient bio-imprimés ou non, est la réponse du système immunitaire. Le projet LIVE s’attaque à ce problème en utilisant des cellules hypoimmunes. Ces cellules ont été génétiquement modifiées pour agir comme un « donneur universel », permettant au tissu imprimé d’être compatible avec n’importe quel patient sans avoir recours à des médicaments immunosuppresseurs, qui sont souvent toxiques pour les fonctions rénales et hépatiques. « L’objectif est de créer un morceau de tissu hépatique qui servirait d’alternative à la transplantation », explique le Dr Feinberg. « Le foie que nous créons aurait une durée de vie de deux à quatre semaines, ce qui laisserait suffisamment de temps à l’organe d’origine pour se régénérer. »

L’ampleur du projet a nécessité la mise en place d’une équipe multidisciplinaire, composée d’experts de l’université de Washington, de la clinique Mayo et de la société FluidForm Bio, Inc. Le calendrier est ambitieux : d’ici cinq ans, l’équipe espère disposer de foies bio-conçus à l’échelle adulte prêts pour les essais précliniques.

Bien que l’accent soit initialement mis sur l’insuffisance hépatique aiguë, les capacités de biofabrication sont évolutives. Dans un communiqué de presse publié par l’université Carnegie Mellon sur le projet LIVE, il a été déclaré que si l’on parvenait à imprimer un foie fonctionnel et correctement vascularisé, la technologie pourrait être adaptée pour construire des cœurs, des pancréas et des reins, une solution qui pourrait réduire les listes d’attente pour les transplantations.

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*Crédits photo de couverture : News.VA