Des chercheurs impriment en 3D une pompe cardiaque humaine fonctionnelle

À l’université du Minnesota, des chercheurs ont imprimé en 3D une pompe cardiaque humaine fonctionnelle à l’échelle centimétrique. Les scientifiques pensent que cette découverte pourrait avoir des implications majeures pour l’étude des maladies cardiaques, l’une des principales causes de décès aux États-Unis, qui tuent environ 600 000 personnes par an. Les techniques de bio-impression se sont énormément développées ces dernières années, et des équipes de recherche du monde entier étudient comment ces techniques pourraient être utilisées pour soigner les maladies cardiaques, le but ultime étant de reproduire un cœur humain qui pourrait être transplanté chez des patients. Même si les experts estiment qu’il faudra attendre entre 10 et 15 ans pour que cela soit possible, des percées comme celle-ci indiquent que d’autres solutions existent au-delà de la bio-impression des organes.

Par le passé, les chercheurs avaient essayé d’imprimer en 3D des cellules du muscle cardiaque qui étaient dérivées de cellules souches humaines pluripotentes, c’est-à-dire des cellules ayant le potentiel de se développer en n’importe quel type de cellule du corps. Les chercheurs avaient pour objectif de les reprogrammer en cellules de muscle cardiaque et d’utiliser ensuite des imprimantes 3D spécialisées pour les imprimer. Le problème était que les scientifiques ne pouvaient jamais atteindre une densité cellulaire critique pour que les cellules du muscle cardiaque puissent réellement fonctionner.

C’est pourquoi les chercheurs de l’université du Minnesota ont inversé le processus. Brenda Ogle, chercheuse principale de l’étude, explique : « Grâce à l’expertise de notre équipe en matière de recherche sur les cellules souches et d’impression 3D, nous avons décidé d’essayer une nouvelle approche. Nous avons optimisé l’encre spécialisée fabriquée à partir de protéines de la matrice extracellulaire, combiné l’encre avec des cellules souches humaines et l’avons utilisée avec les cellules pour imprimer en 3D la structure chambrée. Les cellules souches ont d’abord été développées à des densités cellulaires élevées dans la structure, puis nous les avons différenciées en cellules du muscle cardiaque.« 

Ainsi, pour la toute première fois, l’équipe a pu atteindre l’objectif d’une densité cellulaire élevée en moins d’un mois pour permettre aux cellules de battre ensemble, tout comme un cœur humain. L’équipe d’Ogle explique que cette découverte est une avancée cruciale dans la recherche sur le cœur car elle montre comment ils ont pu imprimer en 3D les cellules du muscle cardiaque de manière à ce qu’elles puissent s’organiser et travailler ensemble. Étant donné que les cellules se différenciaient juste à côté les unes des autres, ce processus était plus proche de la façon dont les cellules souches se développaient dans le corps et subissaient ensuite une spécification en cellules de muscle cardiaque. Grâce à ces structures, « nous pouvons introduire la maladie et l’avarie dans le modèle et ensuite étudier les effets des médicaments et autres thérapies« , explique-t-elle.

Aujourd’hui, ce modèle mesure environ 1,5 centimètre et devra être soumis à de multiples tests. Il a été spécialement conçu pour s’adapter à la cavité abdominale d’une souris en vue d’une étude plus approfondie. « Tout cela semble être un concept simple, mais la manière d’y parvenir est assez complexe. Nous voyons le potentiel et pensons que notre nouvelle découverte pourrait avoir un effet transformateur sur la recherche cardiaque« , conclut M. Ogle. Vous pouvez trouver plus d’informations ICI.

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