Personnaliser la médecine à l’aide de modèles avancés d’organes sur puce
Alors que les maladies rares peuvent provoquer des problèmes de santé chroniques voire s’avérer fatales, il n’existe à ce jour aucun traitement efficace pour nombre d’entre elles. Cela s’explique en partie par le manque de modèles de maladies physiologiquement pertinents. «Ce manque de modèles pertinents est responsable des taux d’échec élevés de la thérapeutique dans la cadre d’essais cliniques, ce qui limite le nombre de nouveaux médicaments accessibles aux patients», explique Georges Dubourg, chercheur à l’Institut BioSense. Avec le soutien du projet CISTEM financé par l’UE, Georges Dubourg dirige un effort visant à combler cette lacune de la recherche. Plus précisément, le projet, qui a reçu le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, a développé un modèle de maladie basé sur un organe sur puce (OoC pour organ-on-a-chip) pour la cardiomyopathie associée à la dystrophie musculaire de Duchenne, l’une des formes les plus sévères de dystrophies musculaires héréditaires. L’OoC est un type d’organe artificiel qui s’appuie sur la technologie microfluidique pour créer un microenvironnement sur mesure, dynamique et en 3D, inspiré des fonctions des organes in vivo.
Un modèle de cœur sur puce spécifique au patient
Les chercheurs du projet CISTEM ont fusionné les dernières avancées de la technologie des cellules souches pluripotentes induites avec les technologies de la microfluidique, des microsystèmes et des capteurs. «Cela a permis de créer un modèle de cœur sur puce spécifique au patient», explique Georges Dubourg. Si le modèle est innovant en soi, il comporte de nombreux éléments novateurs, dont chacun pourrait s’avérer précieux pour le développement d’autres modèles d’OoC. Le modèle est, par exemple, doté d’une station microfluidique capable de contrôler le flux de fluide à l’intérieur du dispositif. Cela assure un contrôle précis du débit et de la pression avec un gradient de diffusion stable, ce qui permet au modèle de mieux imiter la configuration physiologique de l’organe réel. Le modèle de CISTEM propose également deux plateformes révolutionnaires qui permettent d’effectuer des mesures électriques à travers une barrière endothéliale. «Ces systèmes disposent d’un énorme potentiel d’évaluation de l’effet d’un médicament sur le système cardiaque et la barrière endothéliale», ajoute Georges Dubourg. Les microtissus cardiaques multicellulaires 3D sur mesure qui pourraient être utilisés dans la cadre d’une médecine et d’un traitement personnalisés, constituent un autre élément clé.
Augmentation potentielle du taux de réussite des nouveaux médicaments
La solution de cœur sur puce mise au point dans le cadre du projet et les modèles d’OoC qu’elle est susceptible d’inspirer devraient avoir divers impacts sur la recherche dans le domaine des soins de santé. «Ces modèles ont le potentiel d’augmenter considérablement le taux de réussite des nouveaux médicaments et de fournir de nouveaux traitements pour des maladies rares qui sont actuellement incurables», explique Georges Dubourg. «De plus, l’utilisation de modèles avancés permettant de mieux anticiper l’effet d’un médicament réduira le coût élevé du développement de nouveaux médicaments et, à terme, le coût du médicament lui-même une fois qu’il sera commercialisé.» Georges Dubourg souligne également que les modèles d’OoC peuvent considérablement réduire le nombre d’expérimentations animales menées dans la recherche biomédicale.
La préparation au marché
Il reste bien entendu encore un long chemin à parcourir pour amener les modèles d’OoC au niveau nécessaire pour tirer parti de ces nombreux avantages potentiels. À titre d’exemple, le niveau de maturité technologique des différentes plateformes et des différents modèles doit être développé plus avant et entièrement testé. Georges Dubourg est toutefois convaincu que, grâce à la technologie et à l’expertise développées dans le cadre du projet CISTEM, les modèles d’OoC se rapprocheront de leur mise sur le marché. «Ce projet a non seulement jeté les bases de nouvelles initiatives de recherche, de nouveaux résultats et de nouveaux produits, mais il a également permis de former la nouvelle génération de chercheurs dans le domaine des OoC qui s’attachent à sortir de l’échelle du laboratoire et à faire en sorte que ces modèles révolutionnaires aient un impact positif sur les soins prodigués aux patients», conclut Georges Dubourg.
Mots‑clés
CISTEM, médecine, organe sur puce, maladies rares, santé, modèles de maladies, organe artificiel, cellules souches, recherche sur les soins de santé
