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#Startup3D : TissueLabs et la bio-impression d’organes artificiels

Publié le 8 septembre 2022 par Mélanie W.
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Lorsque l’on pense à l’impression 3D dans le secteur médical, l’une des applications les plus passionnantes est sans aucun doute la bio-impression. Cette méthode de création de structures cellulaires à partir de bio-encres fabriquées avec des cellules souches intrigue et ce, de par ses multiples possibilités, notamment la création de peau, de tissus ou même d’organes. Sachant que la liste des demandeurs d’organes s’allonge progressivement, la possibilité de créer des organes artificiels est particulièrement intéressante. Et bien que des progrès aient été réalisés, la recherche est encore nécessaire. C’est là qu’intervient TissueLabs. Elle a été désignée comme notre startup 3D du mois pour ses avancées en matière de bio-impression et de bio-imprimantes pour la création d’organes artificiels. Nous avons parlé avec Gabriel Liguori, le fondateur et PDG, pour en savoir plus sur le fonctionnement de sa technologie et ses objectifs pour l’avenir.

3DN : Pourriez-vous vous présenter et expliquer votre lien avec l’impression 3D ?

Je m’appelle Gabriel Liguori ; je suis le fondateur et le PDG de TissueLabs. Je dirige TissueLabs vers le développement d’organes artificiels en laboratoire afin de pallier les limites actuelles de la transplantation d’organes. Je suis docteur en médecine, titulaire d’un doctorat en médecine régénérative cardiovasculaire et en chirurgie thoracique et cardiovasculaire. J’ai été nommé par Forbes 30 Under 30 en 2018 et désigné par MIT Technology Review comme l’un des jeunes esprits les plus innovants de ma génération (MIT Innovators Under 35).

Gabriel Liguori

J’ai commencé à travailler avec la bio-impression pendant mon doctorat. Bien qu’elle ne soit pas au centre de ma thèse, j’ai convaincu mon superviseur d’acquérir une bio-imprimante 3D afin que nous puissions développer des greffons vasculaires issus de l’ingénierie tissulaire – ma thèse portait sur les nouvelles approches de l’ingénierie tissulaire vasculaire. Après le processus d’acquisition, nous avons commencé à avoir des problèmes avec la machine. Quelques mois plus tard, j’ai terminé mes études de doctorat à l’université de Groningue (Pays-Bas) – sans parvenir à faire ce que j’attendais de la bio-imprimante – et j’ai déménagé au Brésil, où j’ai eu l’occasion de créer un nouveau laboratoire sur l’ingénierie tissulaire à l’université de Sao Paulo. Là, j’ai décidé d’acheter une bio-imprimante à une autre société. Malheureusement, une fois encore, j’ai connu des déceptions à répétition.

Par une sorte de coup du destin, j’ai rencontré mon partenaire commercial, Emerson Moretto, alors que je développais un projet visant à tester la résistance des vaisseaux sanguins que nous fabriquions en laboratoire. Il était en train de développer sa propre bio-imprimante, juste pour le plaisir. Lorsque j’ai vu le système, j’ai compris qu’il avait créé quelque chose qui était à la fois plus simple et beaucoup plus efficace pour fabriquer les greffons vasculaires que nous voulions. Nous avons donc renoncé aux systèmes coûteux et avons commencé à utiliser son imprimante. Cela a changé notre vie ! C’est ainsi que j’ai commencé à travailler avec la bio-impression 3D.

3DN : Comment TissueLabs a-t-elle commencé ? Pourquoi avez-vous créé l’entreprise ?

J’ai créé TissueLabs parce que j’ai un rêve : créer des cœurs bio-artificiels pour les greffes ! Je suis né avec une cardiopathie congénitale, et j’ai connu l’environnement hospitalier dès ma première semaine de vie. J’ai eu la chance, bien que souffrant d’une maladie grave, de recevoir un traitement médical approprié – j’ai subi une opération à cœur ouvert à l’âge de deux ans – et j’ai bien progressé depuis. De nombreux enfants n’ont pas cette chance et peuvent avoir besoin d’une transplantation cardiaque. Il est toutefois extrêmement difficile de trouver un organe pour ces patients, principalement en raison du faible nombre de donneurs, surtout dans cette tranche d’âge.

Crédits photo : TissueLabs

En raison de mon expérience personnelle depuis la petite enfance, j’ai décidé de devenir médecin et j’ai obtenu mon diplôme de médecine en 2014. Lorsque je terminais mes études, j’ai entendu parler de l’ingénierie tissulaire et j’ai découvert le potentiel de cette technologie pour créer des tissus et des organes bio-artificiels destinés à être greffés à l’avenir. J’ai alors décidé d’étudier davantage le sujet et j’ai mis ma carrière médicale en pause pendant un certain temps pour poursuivre mon doctorat dans ce domaine. Lorsque je l’ai conclu en 2019, j’étais tellement impliqué dans l’ingénierie tissulaire que j’ai pris la décision difficile de ne pas poursuivre une carrière médicale. Au lieu de cela, je me suis concentré sur la recherche et le développement pour apporter cette technologie aux patients. Je savais que je ne pourrais pas faire les deux simultanément, mais si je revenais à la pratique médicale, j’avais peur que personne d’autre ne soit capable, désireux et engagé à faire ce que j’envisageais. Au départ, j’ai envisagé de le faire dans le milieu universitaire, la raison pour laquelle j’ai pu créer un laboratoire au Brésil, mais j’ai rapidement réalisé que les objectifs et les incitations au sein de l’université n’étaient pas les mêmes que ceux dont j’avais besoin si je voulais mettre la science en pratique. Je devais le faire au sein d’une entreprise, c’est pourquoi j’ai fondé TissueLabs.

Nous avons lancé l’entreprise au Brésil, mais quelques mois après le début de ses activités, nous l’avons transférée en Suisse, car nous y avons trouvé un environnement idéal et unique pour les jeunes entreprises de biotechnologie. Depuis lors, nous avons connu une croissance fulgurante, doublant notre clientèle chaque année.

3DN : Pouvez-vous nous en dire plus sur les bio-imprimantes de TissueLabs ?

Nous disposons actuellement de deux systèmes de bio-impression : TissueStart™, un système basé sur l’extrusion, et TissueRay™, un système basé sur la stéréolitographie.

TissueStart™ a été notre premier lancement en 2020. Nous l’avons conçu pour les scientifiques qui commencent tout juste à travailler avec la bio-impression. Il offre le meilleur rapport coût-bénéfice du marché, à partir de 7 999 dollars pour un système à piston à deux têtes, qui donne beaucoup plus de contrôle sur l’extrusion de la bio-encre que les systèmes pneumatiques classiques. Notre solution dispose d’une capacité d’aspiration, assurant des points de départ et d’arrivée précis, réduisant les pertes de bio-encres et la surextrusion. Il s’agit d’un système compact et facile à utiliser, qui ne pèse qu’environ 4 kg et ne nécessite pas de compresseur d’air. Il dispose également d’un système d’extrusion unique et propriétaire, que nous appelons Mixtrusor™, capable de combiner différentes bio-encres, ce qui permet de créer des tissus 3D complexes. Il est construit en plexiglas, offrant une grande résistance, une longue durée de vie et un nettoyage facile.

L’imprimante TissueStart (photo credits: TissueLabs)

Ensuite, nous avons la TissueRay™, que nous avons lancée à la fin de 2021. C’est la première bio-imprimante 3D MSLA du marché, apportant la vitesse de la lumière à la bio-impression 3D. Elle offre la combinaison parfaite entre haute résolution et débit, avec un écran 4K offrant un pas de points de 35 μm (résolution théorique XY) et une précision Z motorisée de 10 μm. En fonction du matériau, elle peut imprimer aussi vite qu’une seconde par couche. Elle dispose d’un volume de construction de 193 cm3 avec une base circulaire de 6×6 cm. Elle est personnalisable en fonction des besoins du client. TissueRay™ permet de créer des dispositifs microfluidiques, des organes sur puce, des constructions chargées de cellules et des échafaudages pour des applications d’ingénierie tissulaire et de médecine régénérative. Ce système est proposé à partir de 15 999 dollars.

Enfin, nous proposons également des bio-matériaux à utiliser avec les bio-imprimantes mais aussi pour les chercheurs réalisant des expériences de culture cellulaire 3D plus conventionnelles, qu’ils disposent ou non d’une machine. Outre tous ces biomatériaux génériques – alginate, GelMA, pluronics, etc. – nous proposons des hydrogels spécifiques à 15 tissus différents : adipeux, os, cerveau, cartilage, côlon, rein, foie, poumon, muscle, myocarde, pancréas, peau, rate, estomac et vasculaire. Nous les appelons MatriXpec™.

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Crédits photo : TissueLabs

3DN : Quelles applications ont été développées jusqu’à présent avec vos bio-imprimantes ?

C’est une excellente question car nous voyons des chercheurs faire des choses que nous n’aurions jamais pu imaginer lorsque nous avons développé nos systèmes et nos bio-matériaux. Nous avons plus d’une centaine de laboratoires qui utilisent nos produits dans 20 pays différents, donc il se passe beaucoup de choses.

Pour n’en citer que quelques-uns, nous avons des chercheurs qui impriment en 3D des matériaux auto-oxygénants pour la fabrication de microtissus ; qui créent des tissus cartilagineux pour étudier la tendinose ; qui développent des mini-intestins pour étudier l’absorption des nutriments et aussi le cancer colorectal ; qui reproduisent le micro-environnement des alvéoles in vitro pour étudier le cancer du poumon ; la bio-impression de cellules cardiaques pour étudier leur comportement sous différents stimuli mécaniques ; l’ingénierie de la peau pour le remplacement de modèles animaux ; la fabrication de tissu pancréatique pour étudier le diabète ; le développement de stratégies de régénération des tissus buccaux et dentaires, ainsi que des défauts osseux congénitaux et acquis ; et bien d’autres encore. Les applications sont illimitées et sont surtout limitées par la créativité des utilisateurs finaux.

Les applications possibles sont infinies (crédits photo : TissueLabs)

3DN : Comment voyez-vous l’avenir de la bio-impression dans le secteur médical ?

Je pense que beaucoup de choses vont changer. Les technologies actuellement disponibles sont un excellent début, mais ce ne sont pas elles qui nous permettront de fabriquer de véritables organes bio-artificiels. Je considère que la bio-impression n’en est qu’à ses débuts et qu’il reste encore beaucoup à faire. L’innovation est le facteur critique dans ce domaine, et il y a tellement de choses à développer qu’il devient difficile de visualiser l’avenir si l’on s’en tient aux solutions actuellement disponibles. Nous verrons probablement de nouveaux systèmes utilisant des technologies qui n’ont même pas encore été inventées ! TissueLabs veillera à être à l’avant-garde de ces développements.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ?

J’aimerais offrir mon propre temps pour écouter les besoins des lecteurs et comprendre comment nous pouvons continuer à améliorer nos systèmes et nos biomatériaux pour leur permettre de créer des tissus et des organes dans leur laboratoire, que ce soit pour la recherche biomédicale ou pour de futures applications cliniques. Ils peuvent écrire à [email protected], et je leur répondrai personnellement.

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