Les transplantations d’organes sont un moyen inestimable de sauver la vie des personnes dont les propres organes sont défaillants, mais la pénurie d’organes, les listes d’attente et les médicaments puissants nécessaires pour aider le corps du receveur à accepter ses nouvelles parties ne sont que quelques-unes des difficultés liées aux processus de transplantation existants.
Mais que se passerait-il s’il existait un autre moyen de remplacer les organes, un moyen moins dépendant du prélèvement d’organes entiers et vivants sur le corps d’autres personnes ? Des scientifiques américains ont progressé dans la création de cœurs humains de bio-ingénierie en laboratoire, en régénérant un muscle cardiaque humain fonctionnel. Dans ce cas, la procédure nécessite toujours l’utilisation d’un organe donné, mais qui a été fusionné avec des cellules du receveur.
La technique consiste à repeupler un iPSC). En effet, le cœur du donneur est débarrassé des composants qui pourraient déclencher une réponse immunitaire chez le receveur et est remplacé par les cellules du muscle cardiaque du receveur. L’organe décellularisé – débarrassé des cellules vivantes du donneur d’origine – est remplacé par un nouveau tissu cardiaque obtenu à partir des cellules souches pluripotentes induites (CSPI) du receveur potentiel
“La régénération d’un cœur entier est très certainement un objectif à long terme qui ne sera pas atteint avant plusieurs années. Nous travaillons donc actuellement à l’élaboration d’un patch myocardique fonctionnel qui pourrait remplacer le tissu cardiaque endommagé à la suite d’une crise cardiaque ou d’une insuffisance cardiaque”, a déclaré le chercheur Jacques Guyette, du Centre de médecine régénérative (CRM) de l’hôpital général du Massachusetts.
L’étude, documentée dans Circulation Research, a été menée par le chirurgien Harald Ott, du CRM, qui a précédemment mis au point une procédure de décellularisation permettant de retirer les cellules vivantes des organes de rats à l’aide d’une solution détergente, avant de les repeupler avec des cellules cultivées adaptées à l’organe. Dans la nouvelle étude, ce processus en plusieurs étapes a été étendu et appliqué à des cœurs humains pour la première fois.
Bernhard Jank, MD, Ott Lab, Centre de médecine régénérative, Massachusetts General Hospital
“La production de tissu cardiaque fonctionnel implique de relever plusieurs défis”, a déclaré M. Guyette. “Il faut notamment fournir un échafaudage structurel capable de soutenir la fonction cardiaque, un approvisionnement en cellules cardiaques spécialisées et un environnement favorable dans lequel les cellules peuvent repeupler l’échafaudage pour former un tissu mature capable de prendre en charge des fonctions cardiaques complexes.”
Dans l’étude, qui s’est appuyée sur 73 cœurs humains autorisés pour la recherche scientifique, les chercheurs ont induit la différenciation de cellules pluripotentes en environ 500 millions de cellules musculaires cardiaques (cardiomyocytes), puis les ont ensemencées dans le tissu des cœurs décellularisés.
Après plusieurs jours de culture, les cardiomyocytes se sont développés en un tissu se contractant spontanément, ce qui, selon les chercheurs, représente la première régénération d’un muscle cardiaque humain à partir de cellules souches pluripotentes dans une matrice cardiaque humaine exempte de cellules. Les organes battants ont ensuite été montés dans un système de bioréacteur automate (photo), qui fournit au muscle une solution nutritive et reproduit certaines conditions d’un cœur vivant.
Cette recherche peut sembler un peu macabre – après tout, l’équipe s’approche du territoire de Re-Animator – mais les applications futures des organes sains cultivés en laboratoire sont très prometteuses.
“Parmi les prochaines étapes que nous poursuivons, citons l’amélioration des méthodes permettant de générer encore plus de cellules cardiaques – la recellularisation d’un cœur entier nécessiterait des dizaines de milliards de cellules -, l’optimisation des techniques de culture en bioréacteur pour améliorer la maturation et la fonction du tissu cardiaque fabriqué, et l’intégration électronique du tissu régénéré dans le cœur du receveur”, a déclaré Guyette.