Ingénierie tissulaire : faire croître de nouveaux organes et plus encore – MIT

Ingénierie tissulaire : faire croître de nouveaux organes et plus encore – MIT

Ingénierie tissulaire : faire croître de nouveaux organes et plus encore – MIT 999 928 Sébastien BAGES

Avec le récent lancement de l’Institut pour l’Ingénierie Médicale et de la Science du MIT, les actualités du MIT examinent la situation de la recherche avec la possibilité de remodeler la médecine et les soins de santé par le biais de nouvelles connaissances scientifiques, de nouveaux traitements et produits, une meilleure gestion des données médicales, et des améliorations dans la prestation des soins.


Dans les années 1970 et 1980, des ingénieurs en tissus ont commencé à travailler sur la croissance d’organes de remplacement pour la transplantation chez des patients. Bien que les scientifiques soient toujours focalisés sur cet objectif, une grande partie de la recherche en génie tissulaire au MIT se concentre également sur ​​la création d’un tissu qui peut être utilisé en laboratoire pour modéliser des maladies humaines et essayer de nouveaux médicaments potentiels.

Ce type de modélisation des maladies pourrait avoir un grand impact à court terme, a expliqué la professeure du laboratoire du MIT, Sangeeta Bhatia, qui développe des tissus de foie pour étudier l’hépatite C et la malaria.

Comme d’autres tissus humains, le foie est difficile à cultiver à l’extérieur du corps humain, car les cellules ont tendance à perdre leur fonction lorsqu’elles ne sont plus en contact avec les cellules voisines. « Le défi consiste à cultiver les cellules en dehors du corps tout en conservant leur fonction après avoir été retirées de leur microenvironnement habituel », a dit Bhatia, qui travaille dans le département des Sciences et des Technologies de la Santé et du Génie Électrique et Informatique des Professeurs John et Dorothy Wilson.

Bhatia a récemment développé le premier modèle de tissu hépatique à partir d’une cellule-souche, qui a pu être infecté par le virus de l’hépatite C. Elle a également conçu de fines tranches de tissus hépatiques humains qui peuvent être implantées chez la souris, permettant des études rapides de médicaments potentiels.

Dans un projet de grande envergure qui a récemment été financé par l’Administration de Projets en Recherche Avancée pour la Défense, plusieurs membres du corps professoral du MIT travaillent sur un système appelé ‘human-on-a-chip’ (humain sur une puce) que les scientifiques pourraient utiliser pour étudier jusqu’à 10 types de tissus humains à la fois. L’objectif est de créer un système personnalisable de tissus interconnectés, cultivés dans de petits espaces sur une plaque, ce qui permettrait aux chercheurs d’analyser comment les tissus répondent à différents médicaments.

« S’ils développent un médicament pour la maladie d’Alzheimer, ils pourraient vouloir examiner comment il est absorbé par l’intestin, métabolisé par le foie, et sa toxicité sur le tissu cardiaque, le tissu cérébral ou le tissu pulmonaire », a souligné Linda Griffith, Professeure SETI en Génie Biologique et Mécanique au MIT et chef de l’équipe de recherche, qui comprend également des scientifiques du Laboratoire Charles Stark Draper, Zyoxel et MatTek.


 

Régénération

Un autre objectif à court terme pour les ingénieurs est le développement de thérapies régénératives qui aideraient à améliorer la cicatrisation des plaies.

« Les cellules saines positionnées à côté de tissus malades peuvent influencer la biologie de réparation et de régénération », a expliqué le professeur du MIT Elazer Edelman, qui a développé des structures d’échafaudages implantables embarqués avec des cellules endothéliales – formant l’endothélium vasculaire, couche la plus interne des vaisseaux sanguins, celle en contact avec le sang – qui sécrètent une grande variété de protéines répondant à des blessures spécifiques.

Les cellules endothéliales pourraient aider à réparer les dommages causés par l’angioplastie (chirurgie de modification d’un vaisseau sanguin) ou d’autres interventions chirurgicales ; l’inhalation de fumées ; et des maladies cancéreuses ou cardiovasculaires. Les implants sont actuellement en essais cliniques pour traiter des dommages sur des vaisseaux sanguins causés par les aiguilles utilisées pour effectuer la dialyse chez les patients souffrant d’insuffisance rénale. Une meilleure réparation de ces déchirures pourraient doubler le temps de dialyse chez ces patients, qui est maintenant limité à trois ans environ, a dit Edelman, Professeur en Sciences et Technologies de la Santé du département D. Thomas et Virginia W. Cabot.

Des structures similaires pourraient aussi aider à guérir de blessures graves telles que des os cassés, qui sont très difficiles à réparer. George Muschler, chirurgien orthopédiste à la Clinique de Cleveland, au laboratoire Griffith du MIT, a développé des supports en céramique recouverts de cellules sanguines immatures de la moelle osseuse d’un patient. Cette technique est encore à l’essai chez l’animal.

 

Remplacement

L’un des premiers succès des tissus implantables a été le développement d’une peau artificielle, qui est maintenant couramment utilisée pour traiter les victimes de brûlures. La peau était un bon endroit pour démarrer car sa fonction est plus facile à imiter que celle des organes plus complexes tels que le cœur ou le foie, a toutefois signalé Robert Langer, Professeur de l’Institut David H. Koch au MIT, qui a été l’un des pionniers de la technologie à l’origine de l’ingénierie tissulaire, avec Ioannis Yannas, professeur en génie mécanique du MIT.

Langer travaille actuellement sur ​​des tissus plus complexes, tels que des supports de tissus cardiaques comprenant des capteurs électroniques et un polymère synthétique qui pourrait restaurer la fonction des cordes vocales chez les personnes qui ont perdu leur voix – à cause de leur surexploitation ou d’autres types de dommages.


Un défi majeur, pour la conception d’organes implantables, est que les tissus ont besoin d’intégrer des vaisseaux sanguins qui peuvent se connecter à l’alimentation sanguine propre au patient. Dans le laboratoire de Langer, les chercheurs travaillent sur ​​l’induction des vaisseaux sanguins pour former des cellules en croissance sur des surfaces nanostructurées.

Dans le laboratoire de Bhatia, où la recherche sur l’ingénierie tissulaire est répartie également entre la modélisation des maladies et les travaux ayant pour objectif des organes implantables, les chercheurs ont récemment mis au point des tissus de foie en 3-D possédant leur propre réseau de vaisseaux sanguins. Dans un récent article publié dans Nature Materials, Bhatia et Christopher Chen, de l’Université de Pennsylvanie, ont décrit comment ils avaient construit des tissus en imprimant un réseau 3-D de molécules de sucre, puis mis en culture les tissus de foie autour de lui. Après la dissolution du sucre, ils ont stimulé les vaisseaux sanguins pour remplir l’espace en attente.

Bien que ce soit encore un objectif à long terme, être capable de régénérer des organes nouveaux pourrait avoir un grand impact sur l’avenir des soins de santé, a dit Langer. « C’est le genre de chose qui peut transformer la société », a-t-il ajouté. « Vous ne pouvez pas avoir un médicament qui va développer un nouveau foie ou un nouveau cœur, donc cela pourrait être énorme ».

Citations du MIT
Crédit image À-la-Une : Des chercheurs du MIT et de l’Université de Pennsylvanie ont développé avec succès des vaisseaux sanguins dans des tissus de foie cultivés en laboratoire. Le cercle rouge est une coupe transversale de la cuve, et les cellules endothéliales (rouge) pousse sur la surface du tube. – © Chercheurs du MIT / Université de Pennsylvanie / Nature Materials

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Sébastien BAGES
About the author

Sébastien BAGES

Plus de trois années de travail passionné sur Civilisation 2.0 Actus, et fondateur de l'association Civilisation 2.0, je mets à contribution mon expertise de veille technique et scientifique, mon analyse de chef de projet, mon engouement pour la science et ses outils, et mon expérience dans le développement stratégique afin d'offrir à tous ce qui en résulte.

Un commentaire
  • Ingénierie tissulaire : faire croître de nouveaux organes et plus … | Santé ingénierie | Scoop.it 17 décembre 2012 à 14h42

    […] Avec le récent lancement de l'Institut pour l'Ingénierie Médicale et de la Science du MIT, les actualités du MIT examinent la situation de la recherche avec la possibilité de remodeler la médecine et les soins de santé par le …  […]

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