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Un système cardiaque artificiel embryonnaire crée des cellules souches à la demande

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Un système cardiaque artificiel embryonnaire crée des cellules souches à la demande

Lundi, 17/10/2022 - 12:07 0 commentaire
Un système cardiaque artificiel embryonnaire crée des cellules souches à la demande zoom

Grâce à la greffe de cellules souches hématopoïétiques, il est à présent possible de restaurer l’hématopoïèse — processus de formation de toutes les lignées cellulaires sanguines — après les traitements agressifs de certains cancers Cette greffe permet aux lignées sanguines de s’autorenouveler tout au long de la vie du receveur.

Il reste cependant compliqué de trouver un donneur compatible  et, le plus souvent, il s’agit donc d’un parent proche. En effet, le nombre de donneurs est restreint, le don de moelle osseuse étant peu fréquent. D’ailleurs, en France, plus de 2000 personnes sont en attente de greffe et seulement 50 banques mondiales dans le monde travaillent en collaboration. Sans compter que les donneurs potentiels sont encore plus limités lorsqu’il s’agit d’une ethnie particulière.

C’est pourquoi, créer in vitro des cellules souches, sans recours à des donneurs, est un projet ambitieux et crucial pour la médecine moderne. Récemment, une équipe de chercheurs de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) a démontré comment un dispositif microfluidique qui imite le cœur embryonnaire peut produire des précurseurs de cellules souches sanguines, ce qui pourrait permettre de les concevoir à la demande.

Depuis plusieurs années, les recherches se multiplient afin de produire artificiellement les cellules souches sanguines, mais sans succès. Le Docteur Jingjing Li, auteur principal de la nouvelle étude, explique : « Une partie du problème est que nous ne comprenons toujours pas pleinement tous les processus en cours dans le microenvironnement pendant le développement embryonnaire qui conduisent à la création de cellules souches sanguines vers le 32e jour ».

Concrètement, ici les chercheurs ont mis au point un système microfluidique de 3cm sur 3cm capable de pomper des cellules souches sanguines produites à partir d’une lignée de cellules souches embryonnaires, pour imiter le fonctionnement du cœur d’un embryon.

Le Docteur Li déclare : « Nous avons créé un appareil imitant les battements du cœur et la circulation sanguine et un système d’agitation orbitale qui provoque une contrainte de cisaillement — ou friction — des cellules sanguines lorsqu’elles se déplacent dans l’appareil ».

Le dispositif microfluidique imite le rythme cardiaque et la circulation sanguine d’un embryon. Les canaux d’ensemencement cellulaire sont remplis de colorant alimentaire rouge, tandis que les canaux de contrôle de la contraction ventriculaire cardiaque et de la valve de circulation sont respectivement remplis de colorant alimentaire bleu et vert.

Ce système a favorisé l’hématopoïèse, c’est-à-dire le développement de cellules souches sanguines précurseurs pouvant se différencier en divers composants sanguins — globules blancs, globules rouges, plaquettes et autres. De plus, l’appareil a créé les cellules tissulaires de l’environnement cardiaque embryonnaire, qui est crucial pour ce processus, avec la formation par exemple de la structure artérielle.

Robert Nordon, co-auteur de l’étude, explique : « Les cellules souches sanguines, lorsqu’elles se forment dans l’embryon, se forment dans la paroi du vaisseau principal appelé aorte. En sortant de l’aorte, elles intègrent la circulation, puis vont dans le foie et forment ce qu’on appelle l’hématopoïèse définitive, ou la formation définitive du sang ». Concrètement, avec leur système cardiaque artificiel, les chercheurs sont parvenus à recréer ce processus aortique, avant l’intégration à la circulation sanguine générale (quand les cellules seront transférées au receveur dans le cas présent).

Les chercheurs espèrent que leur découverte marquera une étape décisive vers la résolution des défis limitant les traitements médicaux régénératifs actuels : pénurie de cellules souches sanguines de donneurs, rejet des cellules de tissus de donneurs et problèmes éthiques entourant l’utilisation d’embryons de FIV pour obtenir les cellules souches. Le Docteur Li a ajouté : « Nous travaillons à la fabrication à grande échelle de ces cellules à l’aide de bioréacteurs ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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