Un cœur imprimé en 3D avec des cellules humaines

Une équipe scientifique israélienne a annoncé lundi avoir produit le premier cœur avec ses vaisseaux sanguins à partir de cellules provenant d'un patient, une avancée majeure selon elle dans le traitement des maladies cardiovasculaires et la prévention du rejet des greffes cardiaques. Les chercheurs de l'université de Tel-Aviv ont présenté à la presse ce cœur inerte de la taille d'une cerise, plongé dans un liquide.

Même si de nombreux obstacles demeurent, les scientifiques espèrent être un jour en mesure d'imprimer des cœurs en 3D qui pourront être greffés avec un risque minimal de rejet sur des malades qui ne dépendront plus d'une éventuelle transplantation d'organe. « C'est la première fois qu'on imprime un cœur dans son intégralité avec ses cellules et ses vaisseaux sanguins, c'est aussi la première fois qu'on utilise de la matière et des cellules provenant du patient », a dit l'un des scientifiques, le professeur Tal Dvir, qui a dirigé les recherches.

Des scientifiques sont parvenus à produire la structure d'un cœur par le passé, mais avec des éléments synthétiques ou naturels, et ne provenant pas du patient, au risque d'une réaction immunitaire de l'organisme, a dit ce professeur dans un laboratoire de l'université de Tel-Aviv. Des études en médecine régénérative, un domaine à la croisée de la biologie et de la technologie, ont également permis d'imprimer en 3D des tissus simples, mais sans vaisseaux sanguins.

Cette fois, les auteurs de l'étude ont conçu un procédé permettant non seulement de produire, à partir de cellules prélevées sur le tissu du patient, l'hydrogel servant à façonner des patches cardiaques vascularisés parfaitement compatibles avec le receveur, mais aussi des structures cellulaires entières avec leurs principaux vaisseaux, comme des cœurs, disent-ils dans un article publié par la revue scientifique Advanced Science.

Un organe biocompatible pour éviter le rejet de greffe

« Nous imprimons un cœur entier qui est complètement biocompatible avec le patient et ne provoquera pas de réponse immunitaire », a souligné Tal Dvir, qui a conduit l'étude conjointement avec le Dr Assaf Shapira de la faculté de sciences de la vie de l'université de Tel-Aviv. À ce stade, les cœurs produits sont de la taille de celui d'un lapin mais leur taille pourra être augmentée afin de parvenir à celle d'un cœur humain, a dit Tal Dvir. La greffe sur un être humain est cependant encore lointaine, peut-être dans une dizaine d'années, estime-t-il, en raison de nombreux défis médicaux et technologiques à relever.

La multiplication d'un nombre suffisant de cellules cardiaques dans les bioréacteurs afin de parvenir à créer les tissus nécessaires à un cœur de taille humaine est un point crucial. De même que le « processus de maturation », par lequel les cellules du nouveau cœur pourront se synchroniser, provoquer des pulsations et finalement permettre à l'organe de fonctionner de façon autonome.

L'évolution technologique des imprimantes 3D pourra aussi permettre d'obtenir une meilleure résolution et de dupliquer les petits vaisseaux sanguins, et pas seulement les plus importants comme c'est le cas actuellement. « Nous devons continuer à développer le cœur imprimé [...] les cellules doivent se constituer une capacité de pompage, elles peuvent actuellement se contracter, mais elles doivent travailler ensemble », souligne Tal Dvir.

Dans un premier temps les cœurs imprimés seront greffés sur des animaux, probablement d'ici un an, estime-t-il. « Je ne veux pas donner de calendrier pour les essais sur l'homme, dit-il. Et d'ajouter : Ce que je peux imaginer, c'est que dans 10 ans il y aura des imprimantes 3D dans les hôpitaux, que ces imprimantes imprimeront des organes pour les patients, et qu'ils commenceront probablement à le faire avec des organes plus simples que le cœur. »