Déjà utilisées par les dentistes et prothésistes, les imprimantes 3D n’ont pas fini de révolutionner le monde médical. Un tout nouveau champ de recherche se développe autour de la création de tissus humains : la bio-impression. Elle consiste à remplacer le plastique ou la céramique généralement utilisé avec les imprimantes 3D, par des couches de bio-matériaux, tels que des cellules vivantes jusqu’à constituer des structures aussi complexes que des vaisseaux sanguins ou des tissus humains. Mais sommes nous capables de créer des organes ?
Les faits : Des avancées considérables dans la bio-encre
les chercheurs spécialisés dans la bio impression collectent des cellules vivantes chez un patient afin de les cultiver pour qu’elles se multiplient. Elles sont ensuite associées à des matériaux dits de support, tels que des bio polymères¹ qui vont servir de protection durant la phase d’impression. Cette combinaison constitue la bio-encre.
Des ingénieurs modélisent ensuite les organes ou partie du corps à partir des données médicales du patient. A partir de ce modèle 3D, l’imprimante va prendre plusieurs heures pour créer un morceau d’être vivant.
Évidemment une opération d’une telle complexité n’utilise pas l’imprimante 3D classique mais une version revisitée et extrêmement sophistiquée. Durant le processus, l’imprimante doit pouvoir fournir en oxygène et en nutriments les cellules vivantes afin d’éviter qu’elles ne se dégradent avant la greffe.
Mais ce n’est pas tout, il faut aussi pour stabiliser les cellules, leur fournir de la lumière UV ainsi que des solutions ioniques. Et pour finir, l’objet vivant imprimé ne l’est pas dans sa forme et taille définitive. En réalité l’élément crée et ensuite placé dans un incubateur où il recevra des stimulations complexes et précises pour orienter son développement jusqu’à obtenir un bijou médical.
Mais est-ce que cela fonctionne vraiment ? Et bien des chercheurs de l’université d’Utah aux USA en 2018 ont déjà été capables de créer des tendons, des ligaments et de la peau.² Ils ont pour cela du s’associer avec l’entreprise Cartera Inc qui s’est chargé des adaptations à apporter aux imprimantes 3D pour leur permettre d’utiliser de la bio-encre sans la détruire. Nous vous conseillons d’ailleurs d’être prudent lors de vos recherches sur le sujet car de nombreuses photos qui circulent concernent des modélisations artistiques et non l’état réel de la recherche.
Malheureusement nous ne sommes pas encore en mesure de créer des organes. L’ensemble des chercheurs en bio impression ont l’espoir d’y arriver un jour mais pour le moment les organes sont bien plus complexes à créer que des tendons ou des tissus de peau. Leur principal difficulté tient à la complexité des systèmes vasculaires nécessaires au maintien des organes.
Le contexte : Entre pénurie et rejet des greffes
Deux problématiques majeures traversent les soins par greffe. La première concerne évidemment les pénuries de donneur qui amènent les hôpitaux à devoir constituer des listes d’attente pour bénéficier d’une greffe. Rien qu’en France, plus de 24.000 personnes sont en attente d’une transplantation d’organe.³
La seconde difficulté est le rejet de la greffe qui peut conduire à la mort du patient.
La bio impression rendrait les greffes plus efficaces, puisqu’en modélisant une partie du corps à partir des cellules du patient, les risques de rejets devraient être réduits, tout comme les temps de convalescence.
Les enjeux : une amélioration de la médecine
Nous parlions de pénurie d’organe, l’enjeu outre la capacité à pouvoir soigner les patients, consiste aussi à assécher le marché du trafic d’organe⁴. Un commerce obscur où des personnes en situation de pauvreté, vendent leur rein « 10% des organes transplantés dans le monde sont issus du trafic d’organe», ⁵ selon l’OMS. Contrairement à plusieurs légendes urbaines, ces trafics concernent des adultes. Les migrants sont particulièrement ciblés par les trafiquants.
Par ailleurs un autre défi, moins lugubre, concerne l’augmentation des capacités de régénération du corps humain. Par certains ajouts dans la bio-encre des chercheurs de l’université de médecine de Dublin espèrent augmenter la vitesse de régénération des tissus d’un patient. Ils ont pour cela ciblé les molécules du sang humain qui contribuent le plus à la réparation du corps pour en augmenter la quantité dans le plasma utilisé par l’imprimante 3D. Cela pourrait servir à réparer des organes plutôt que de recourir à une greffe⁶.
Aller plus loin : : si le sujet vous passionne vous pouvez en découvrir davantage sur le site 3Dnatives qui regroupe l’ensemble des techniques actuellement développées autour de la bio impression.
Sources :
1- Qu’est ce que les bio polymères ? https://www.premierevision.com/fr/magazine/les-biopolymeres-ou-bio-based-polymers-entre-prodige-ecologique-et-realite-industrielle/
2 – Des chercheurs de l’université d’Utah créent des tandons et ligaments. https://mems.utah.edu/2018/10/17/3d-printing-human-ligaments-tendons-and-more/
3 – 24.000 personnes en attente d’une transplantation d’organe, article de l’Express du 15 janvier 2020 : https://www.lexpress.fr/actualite/societe/sante/pres-de-24-000-personnes-en-attente-d-une-transplantation-d-organe-en-france_2114995.html
4 – Article de l’université de Genève sur la problématique du trafic d’organes : https://www.unige.ch/lejournal/numeros/85/article5/
5 – Article du 16 octobre 2009 de l’Express, Enlèvement d’enfant : deux folles rumeurs : https://www.lexpress.fr/actualite/societe/sante/deux-folles-rumeurs-sur-le-trafic-d-organes_794941.amp.html?fbclid=IwAR2bql9NTGl9Yqzm0FteWeLTrWXnOxqXTtD66JLyqPGWS-GtvFJTqkL5eIM
5 – Dossier thématique sur le trafic d’organe, du site Edimark spécialisé en publication médicale : https://www.edimark.fr/Front/frontpost/getfiles/21649.pdf
5 – Article du 4 septembre 2019 du Monde, les migrants cibles du trafic d’organe : https://www.lemonde.fr/sciences/article/2017/09/04/les-migrants-cibles-du-trafic-d-organes_5180796_1650684.html
6 – Des chercheurs de Dublin créent une encre 3D à base de plasma curatif, article du site 3D Printing Industry : https://3dprintingindustry.com/news/introducing-the-3d-printable-blood-plasma-bio-ink-that-accelerates-the-wound-healing-process-200525/