Un nouveau système artificiel pour le foie
La reprogrammation cellulaire, à savoir la capacité à retransformer n'importe quelle cellule du corps en cellule souche pluripotente (CSP) a élargi les possibilités en termes d'étude et de traitement des maladies. Capables de donner naissance à n'importe quel type de cellule du corps, les CSP créées par l'homme offrent un nombre illimité de possibilités en termes de cellules et de tissus de rechange pour les patients atteints de maladies incurables. Le projet NANOBIO4TRANS (A new nanotechnology-based paradigm for engineering vascularised liver tissue for transplantation), financé par l'UE, a associé les dernières avancées dans le domaine de la recherche sur les cellules souches, les matériaux bio-artificiels et les biocapteurs afin de mettre au point de nouveaux outils destinés à la transplantation. L'équipe a ainsi mis au point un foie bio-artificiel dans lequel le plasma du sang circule grâce à des hépatocytes actifs intégrés à un bioréacteur. Le foie bio-artificiel du projet NANOBIO4TRANS peut être exploité par la médecine moderne. Pour la première fois, les hépatocytes, ces unités fonctionnelles du foie, obtenues à partir de CSP de synthèse ont été comparées à des hépatocytes humains frais. Les premiers ont fait état de fonctions hépatiques exceptionnelles et comparables à celles des tissus hépatiques. Les membres du projet ont ainsi mis au point un bioréacteur capable de promouvoir le développement et le suivi des CSP grâce à des sondes spécialisées. Pour que les bioréacteurs calquent les fonctions du foie, ils doivent être réalisés sur des structures artificielles et maintenir tous les composants cellulaires en contact. À cette fin, l'équipe a combiné des techniques novatrices, dont l'impression 3D de filament, le moulage polymère et la lixiviation sucre/sel pour créer des structures cellulaires microporeuses 3D abritant un vaste réseau de petits vaisseaux sanguins. Les réseaux interpénétrants nanostructurés de dépôts d'hydrogel à l'intérieur de ces structures 3D rendent possible la délivrance ciblée des médicaments dans les cellules se trouvant à l'intérieur. Cette nouvelle stratégie a permis de multiplier la taille de la structure par 1 000. Pour réaliser à grande échelle des CSP de synthèse, les chercheurs ont fait en sorte de fournir les meilleures conditions de culture pour les cellules 3D. À ce titre, les CSP se sont bien différenciées non seulement dans les cellules similaires aux hépatocytes avec un potentiel d'induction enzymatique, mais aussi dans d'autres types de cellules (poumon et progéniteurs de cellules bêta). Une fois que les bibliothèques et les banques biologiques composées de CSP dérivées de patients auront été mises au point, les patients pourront profiter de ces nouveaux foies bio-artificiels. La production et la conservation de CSP d'individus présentant des types de sang différent favoriseront le développement d'appareils bio-artificiels spécifiques à même de réduire le risque de rejet des tissus.
Mots‑clés
Fonction hépatique, foie bio-artificiel, rejet de greffe, cellule souche pluripotente, NANOBIO4TRANS
