Il a quatre chambres, des vaisseaux sanguins et il bat - en quelque sorte.
Dans une première, les scientifiques ont imprimé en 3D un cœur en utilisant des tissus humains. Bien que le cœur soit beaucoup plus petit que celui d'un humain (ce n'est que la taille d'un lapin), et qu'il reste encore un long chemin à parcourir jusqu'à ce qu'il fonctionne comme un cœur normal, l'expérience de la preuve de concept pourrait éventuellement conduire à des organes ou des tissus personnalisés qui pourrait être utilisé dans le corps humain, selon une étude publiée lundi 15 avril dans la revue Advanced Science.
Pour imprimer le cœur, les chercheurs de l'Université de Tel Aviv en Israël ont commencé par prélever un petit échantillon de tissu adipeux sur un patient. En laboratoire, ils ont séparé ce tissu en ses cellules composantes et la structure sur laquelle les cellules reposent, appelée matrice extracellulaire.
En utilisant le génie génétique, les scientifiques ont ensuite peaufiné les divers composants, reprogrammant certaines des cellules pour devenir des cellules musculaires cardiaques, ou cardiomyocytes, et d'autres pour devenir des cellules qui génèrent des vaisseaux sanguins.
Les chercheurs ont ensuite chargé ces cellules - servant de «bio-liens» - dans l'imprimante, qui avait été programmée pour imprimer un cœur, sur la base de tomodensitogrammes prélevés sur le patient et d'une représentation d'un cœur par un artiste. L'imprimante a mis entre 3 et 4 heures pour imprimer le petit cœur avec les vaisseaux sanguins de base. Les chercheurs ont ensuite incubé le cœur et l'ont alimenté en oxygène et en nutriments. En quelques jours, les cellules ont commencé à battre spontanément.
Mais ce battement n'était pas tout à fait ce que ferait un cœur humain sain. "Nous avons besoin que les cellules battent de manière synchrone et pas seulement individuellement", a déclaré le co-auteur de l'étude, Assaf Shapira, chef de laboratoire au Laboratoire d'ingénierie tissulaire et de médecine régénérative de l'Université de Tel Aviv. Pour que le cœur pompe le sang efficacement dans le corps, ses cellules doivent battre à l'unisson - ce que le cœur imprimé en 3D n'a pas encore fait. "En ce moment, nous travaillons pour mûrir le tissu", a déclaré Shapira.
Finalement, un cœur imprimé en 3D personnalisé pourrait atténuer la pénurie d'organes de transplantation disponibles pour les patients, et pourrait également contourner certains des risques associés à la transplantation d'organes d'une autre personne - à savoir, que le système immunitaire du corps peut rejeter ces tissus étrangers, a déclaré Shapira à Live. Science.
Camila Hochman Mendez, directrice adjointe des laboratoires de recherche sur les organes, la réparation et la régénération au Texas Heart Institute qui ne faisait pas partie de l'étude, a déclaré que les nouvelles découvertes sont "vraiment innovantes et font avancer le domaine" en démontrant que quelque chose de plus complexe qu'une seule paroi du cœur peut être imprimée. Mais les résultats "montrent également tous les obstacles auxquels le terrain est toujours confronté", a-t-elle ajouté.
Afin d'imprimer un cœur de taille normale et pleinement fonctionnel, les scientifiques devraient imprimer un organe de plus haute résolution - un organe avec beaucoup plus de vascularisation qui pourrait transporter de l'oxygène et des nutriments à travers lui, a déclaré Hochman Mendez à Live Science. Mais cela nécessiterait des mois d'impression - une période de temps pendant laquelle les cellules ne survivraient pas.
Les chercheurs ont souligné que le petit cœur est encore une «preuve de concept», mais qu'ils espèrent trouver un moyen de créer un système vasculaire plus dense à l'avenir.
"Bien sûr, si nous avions besoin de fabriquer un cœur plus grand, cela coûterait cher, cela prendrait beaucoup plus de temps à imprimer et beaucoup plus de matériel devrait être extrait du patient", a déclaré Shapira.
En effet, il reste encore beaucoup de recherches à faire avant qu'il ne devienne courant de simplement cliquer sur "imprimer" sur l'imprimante 3D au cabinet du médecin.
