Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde. Selon l'Organisation mondiale de la santé, en 2030, près de 23,6 millions de personnes mourront de ces affections. Mais la recherche dans ce domaine cardiaque ne cesse de progresser. L'entreprise américaine BIOLIFE4D a annoncé avoir réussi à imprimer un mini cœur humain, grâce à la technique de la bio-impression. Ce procédé utilise les cellules de la personne malade et non d'un tiers, éliminant ainsi les risques de rejet et la nécessité d'un traitement immunosuppresseur.
Le cœur est plus petit – environ le taille de celui d'une souris – mais a exactement la même structure qu'un vrai cœur humain, valves et vaisseaux sanguins compris. BIOLIFE4D utilise un procédé de fabrication bien particulier pour obtenir la bio-encre nécessaire pour l'impression. L'entreprise a également mis au point un nouvel algorithme avec "des paramètres d'impression 3D optimisés", testé à cette occasion sur le site de recherche de la société JLABS à Houston (Texas) sous la direction de M. Ravi Birla, directeur scientifique de l'entreprise.
Sur le plan technique, les scientifiques collectent des échantillons de sang du patient. Ces cellules sont transformées en cellules souches pluripotentes induites puis "reprogrammées" en cellules cardiaques, également appelées cardiomyocytes. Elles sont mélangées à des nutriments dans une solution d'hydrogel.
Ainsi, l'entreprise de biotechnologie obtient de la bio-encre ou "bio-ink", élément indispensable pour procéder ensuite à l'impression 3D du cœur couche par couche. Pour faire fusionner les différents niveaux, la chaleur n'est jamais utilisée car elle risquerait du tuer les cellules. Un échafaudage de support est utilisé pour maintenir les éléments biologiques en place. Et magie ! Le processus naturel d'assemblage opère.
L'organe imprimé ne reproduit que partiellement les fonctionnalités de l'organe capable, en principe, d'envoyer le sang dans l'ensemble du corps. A terme, l'objectif de BIOLIFE4D serait d'imprimer un cœur humain fonctionnel d'une taille normale pour pouvoir le commercialiser.
En juillet 2018, l'entreprise avait déjà réussi l'impression d'un patch cardiaque. Ce dispositif est constitué de plusieurs cellules présentes dans le cœur humain mais également d'une vascularisation préliminaire. L'équipe de scientifiques avait défié la lenteur médicale. Le procédé a été réalisé en quelques jours, contre 6 à 8 mois habituellement.
Les personnes souffrant d'insuffisance cardiaque terminale ont peu de chance de survie. En raison du nombre limité de donneurs, les patients décèdent avant d'avoir pu bénéficier d'une transplantation. Et même quand ils peuvent en bénéficier, ils risquent de subir un rejet de la greffe. C'est la raison pour laquelle nombre d'entreprises se tournent vers l'impression 3D pour trouver des solutions.
En avril 2019, des scientifiques de l'Université de Tel-Aviv, en Israël, ont réussi à imprimer un cœur à partir de cellules humaines. Ces travaux ont été publiés dans la revue Advanced Science. Avec une longueur de 2 centimètres et un diamètre d'1,4 centimètre, il est également beaucoup plus petit qu'un cœur normal. Il a été fabriqué à partir de cellules graisseuses reprogrammées en cellules cardiaques.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
