Un tissu pancréatique bio-imprimé en 3D pour faire progresser la recherche biomédicale La bio-impression de tissu pancréatique est une nouvelle voie qui permet aux chercheurs médicaux de cultiver d’autres tissus et organes fonctionnels en laboratoire. Santé © natali_mis/stock.adobe.com Les maladies du pancréas, notamment le diabète, le cancer et la pancréatite, touchent près de 10 % de la population mondiale. En 2021, à lui seul, le diabète a entraîné la mort de 6,7 millions de personnes. Pourtant, malgré le besoin immense de nouvelles thérapies, recherche médicale est en grande partie entravée par un accès insuffisant aux tissus pancréatiques in vivo. «Les méthodes actuelles d’étude des maladies du pancréas ne permettent pas aux chercheurs de saisir pleinement la complexité des processus à l’œuvre lors du développement du pancréas», explique Francesca Spagnoli, professeure de médecine régénérative au King’s College London et coordinatrice du projet Pan3DP. Les modèles d’organes bio-imprimés en 3D sont des tissus imprimés en laboratoire qui renferment un grand potentiel pour la recherche biomédicale, en ce sens qu’ils offrent un moyen d’étudier le développement des tissus, de modéliser des maladies et d’analyser les traitements potentiels. Dans le cadre du projet Pan3DP, financé par l’UE, un consortium pluridisciplinaire composé de membres du monde universitaire et de l’industrie a œuvré au développement d’une technique innovante de bio-impression de tissus pancréatiques embryonnaires. «La principale innovation concerne l’utilisation de la bio-impression 3D, qui sert à reproduire la composition exacte des cellules et les interactions intercellulaires se produisant au cours de la formation normale du pancréas», ajoute Francesca Spagnoli. «Ces structures issues de la bio-ingénierie peuvent se différencier en tissu pancréatique mature», fait-elle remarquer, ce qui ouvre la voie à des études complémentaires. Les défis liés aux organes cultivés en laboratoire Pan3DP poursuivait trois objectifs principaux: approfondir nos connaissances sur l’architecture 3D du pancréas, créer une technologie de bio-impression pour fabriquer du tissu pancréatique et trouver les conditions propices permettant à ce tissu embryonnaire de mûrir. L’impression de tissus organiques n’est pas une mince affaire. Le processus n’en est qu’à un stade précoce et le projet Pan3DP a choisi une structure d’organe complexe et épaisse, à savoir le pancréas, rendant le défi encore plus ardu. Des millions de cellules sont nécessaires pour que ce processus d’impression permette de créer des tissus. Afin de relever ce défi, l’équipe a décidé d’utiliser des cellules souches embryonnaires et de les différencier en cellules progénitrices du pancréas, une approche encore jamais adoptée dans le cadre de la bio-impression pancréatique. Développer de nouvelles techniques de bio-impression Dans le cadre de ce projet, l’équipe a eu recours à deux technologies de bio-impression, notamment à la «bio-impression assistée par laser» pour imprimer et manipuler des objets mésoscopiques tels que des organoïdes et des agrégats cellulaires. «Ceux-ci constituent des preuves de concept extrêmement importantes qui ont permis de jeter les bases de futures études dans ce domaine et d’une future application de la bio-impression à la fabrication de tissu pancréatique multicellulaire», explique Francesca Spagnoli. Une autre réalisation notable du projet Pan3DP réside dans la création d’un atlas numérique du pancréas embryonnaire fondé sur des ensembles de données d’images 3D, permettant de visualiser les trois principaux types de cellules (épithélium, endothélium et mésenchyme) du pancréas embryonnaire murin. Ces images ont été annotées et intégrées à un répertoire en ligne en source libre baptisé Pancreas Embryonic Cell Atlas, et publiées dans une revue scientifique de renom. Appuyer la recherche dans le domaine de la bio-impression tissulaire Les résultats et les nouvelles approches créés dans le cadre du projet Pan3DP ouvriront la voie à la fabrication de tissus pancréatiques humains reposant sur l’utilisation de cellules pancréatiques dérivées de cellules souches. «En plus d’avoir contribué à la réalisation de progrès technologiques majeurs dans le domaine du génie tissulaire et de la bio-impression, nos résultats ouvriront également des perspectives radicalement nouvelles en médecine, ce qui nous permettra d’étudier les maladies du pancréas ex vivo dans des tissus fabriqués, de développer de nouveaux médicaments, de réduire l’utilisation d’animaux et de faciliter le remplacement de tissus lésés ou malades», fait remarquer Francesca Spagnoli. L’étape suivante consiste à s’attaquer aux tissus humains, en appliquant aux cellules humaines, autres que pancréatiques, les mêmes principes de biomimétisme et les mêmes approches techniques définies dans le cas du modèle murin. «À terme, notre approche et notre méthodologie pourront servir de référence et être élargies afin de créer des filières de bio-impression 3D pour d’autres tissus», déclare Francesca Spagnoli. Mots‑clés Pan3DP, pancréas, maladie, cancer, tissu, bio-impression, laboratoire, cultivé, organes
