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3 avril 2014 4 03 /04 /avril /2014 13:55

ça ne vous rappelle rien ? Avez-vous le film "le 5e élément" ? A un moment les scientifiques installent dans une grande boîte une main "gantée" et aussitôt, grâce à l'ADN de cette main, la machine reconstitue la jeune femme Lilou. Ceci parce que la machine 3 D améliorée a "imprimé" toutes sortes de tissus vivants ! Un pas de plus vers...

Imprimer des tissus vivants comme on imprime un objet, une pizza ou un textile. L’initiative paraît folle. Elle est pourtant étudiée très sérieusement par plusieurs laboratoires

En 2004, trois scénaristes américains avaient imaginé l’histoire de pensionnaires enfermés dans une clinique spécialisée découvrant peu à peu qu’ils étaient des clones de personnalités riches et célèbres. Des « polices d’assurance » vivantes, dont on prélevait les organes en fonction des besoins du client. Dix ans après The Island de Michael Bay, on est loin du scénario d’humains clonés à la pelle. Mais on sait imprimer des bouts d’organes à partir d’organismes vivants par des techniques d’impression 3D.

Le principe ? Assembler couche par couche des cellules vivantes jusqu’à la formation d’un tissu biologique. Depuis cinq ans, la « bioprinting » fait fantasmer tous les labos pharmaceutiques. Les perspectives d’une telle technologie sont démentes : reconstruction tissulaire, testing de médicaments, réduction de l’expérimentation animale, etc. A terme, la promesse d’une médecine entièrement individualisée, où l’on pourra fabriquer du tissu à partir des cellules du patient, pour sélectionner in vitro les traitements, développer des solutions thérapeutiques personnalisées en fonction du patrimoine génétique des patients, réduire les réactions de rejets et produire des greffons artificiels. Les enjeux sont tels qu’ils font tourner la tête des investisseurs, alléchés par la promesse de pouvoir fabriquer des organes vivants, imprimables et remplaçables à la demande…

Un marché qui pèse déjà lourd : à elle seule, l’ingénierie cellulaire est évaluée à 15 milliards de dollars en 2014 et devrait doubler d’ici à 2018, selon une étude de MedMarket Diligence. Aujourd’hui, une petite poignée de sociétés ont déjà commercialisé cette technologie, dont l’entreprise Organovo aux Etats-Unis. Fondée en 2007 par le professeur Gabor Forgacs, de l’Université du Missouri, cette petite entreprise d’une quarantaine d‘employés installée à San Diego s’est spécialisée dans la fabrication de tissus à destination des industries pharmaceutiques et cosmétiques.

Organovo a déjà conclu un partenariat avec le laboratoire Pfizer, numéro deux mondial du secteur et est en discussionavec L’Oréal, pour tester des produits de beauté sur de la peau imprimée. En juillet 2013, elle est rentrée en Bourse et sa capitalisation atteint désormais 402 millions d’euros. Le 29 janvier dernier, avec trois mois d’avance sur le planning, Organovo a dévoilé sa dernière création : un bout de foie imprimé produisant de l’albumine et capable de synthétiser le cholestérol. Déjà 400 échantillons auraient été créés dont la commercialisation est prévue à la fin de l’année. D’autres travaux seraient en cours à partir de cellules de rein et de tissus cancéreux.

En France, un seul laboratoire travaille dans ce domaine depuis 2005 : sous l’égide de Fabien Guillemot, chercheur à l’Inserm et à l’Université de Bordeaux, son équipe vient de mettre au point, avec l’aide de la région Aquitaine la première bioimprimante 3D par laser au monde, capable d’imprimer jusqu’à cinq types cellulaires. Il s’apprête à commercialiser ses découvertes via une start-up, Poietis. Un point sur ses découvertes.

Pourquoi imprimer des tissus vivants quand on sait déjà cultiver les cellules ?

En matière de fabrication de tissus cellulaires, les approches conventionnelles sont basées sur l’utilisation de matériaux (biomatériau, matrice en polymère, gel de collagène) sur lesquels on ensemence les cellules. Les chercheurs espèrent par ce biais que les cellules vont proliférer au sein de la structure 3d, se transformer et se différencier en tissu qui pourra ensuite servir de greffe pour tester des médicaments par exemple ou reconstruire un tissu endommagé dans le cas de grands brûlés. Mais la cellularisation de matériaux montre un certain nombre de limites, au sens ou c’est très difficile de reproduire la complexité des tissus et l’interaction des cellules entre elles. C’est pour cela que l’on commence à développer la technologie de la bioimpression.

Comment imprime-t-on en 3D des tissus vivants ?

Une première étape consiste à concevoir par ordinateur l’architecture du tissu biologique à imprimer. Ensuite, exactement de la même façon qu’une imprimante 3D d’objets ou de nourriture, on programme les paramètres d’impression des « encres ». Dans le cas de la bioimpression 3D, les encres sont « vivantes ». Elles sont constituées de matière organique et de cellules qui vont venir se déposer couche après couche à l’aide d’automates reproduisant les motifs conçus par ordinateur. Ensuite, il faut que ce tissu imprimé mature pour permettre aux cellules de s’auto-organiser jusqu’à faire émerger des fonctions biologiques spécifiques.

Fabien Guillemot

Quel est le principe de Modulab, votre nouvelle bioimprimante 3D laser ?

Jusque là, la première technique testée au Japon et aux Etats-Unis était l’impression à jet d’encre vivante, qui fonctionne exactement sur le même principe des imprimantes 3D classiques. Malheureusement, on s’est rendu compte que les contraintes techniques étaient telles qu’elles déformaient les cellules et portaient atteinte à leur viabilité. D’autres technologies ont depuis été développées : la bio-extrusion, développée par Organovo, qui permet de déposer les cellules via des pousse-seringues selon des motifs préétablis ; l’éjection de cellules par ondes acoustiques, une technique développée au MIT de Massachusetts ; et enfin, la bioimpression laser, sur laquelle nous travaillons. Concrètement, on étale notre encre biologique sur une lame de microscope puis on focalise le laser sur cette lame. On programme ensuite le laser pour envoyer des impulsions qui vont induire la formation de jets de mini-gouttelettes d’encre contenant des cellules, qu’on dépose ensuite, couche après couche. L’avantage de cette technologie, c’est qu’elle permet d’obtenir des encres de cellules très concentrées, ce qui favorise une meilleure communication entre elles.

Qu’espérez-vous obtenir grâce à votre technologie ?

Pour l’instant, nous avons obtenu des premiers résultats dans la création de tissu in vitro de morceaux de peau et de cornées humaines. L’intérêt de ces tissus mous, c’est que leur complexité est relativement simple, comparés à un foie ou un rein par exemple. Nous avons aussi réussi à recréer directement du tissu osseux in vivo, un procédé expérimenté sur une souris vivante et pour lequel nous avons déposé un brevet en 2010. On peut dont tout à fait imaginer à terme avoir recours à nos produits pour réaliser des greffes de peau ou de cornée. Mais pour l’instant, ce qui intéressent le plus les laboratoires pharmaceutiques, c’est l’opportunité de pouvoir tester leurs nouvelles molécules sur des tissus d’organes humains imprimés à la chaîne, sans passer par les différents processus d’expérimentation, longs à mettre en place et très coûteux. Ce serait une véritable révolution pour la médecine : cela pourrait booster la découverte de nouveaux médicaments tout en mettant définitivement un terme aux expérimentations animales.

Science : IMPRIMER DU VIVANT : DU FANTASME À LA RÉALITÉ

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Published by Françoise - dans technologies du futur
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