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Des scientifiques impriment en 3D des tissus hépatiques humains dans un laboratoire et remportent les premiers prix du défi de la NASA

Les scientifiques ont réussi à développer des tissus hépatiques capables de fonctionner pendant 30 jours en laboratoire dans le cadre du Vascular Tissue Challenge de la NASA.

En 2016, la NASA a lancé ce concours pour trouver des équipes qui pourraient « créer des tissus d’organes humains épais et vascularisés dans un environnement in vitro pour faire avancer la recherche et bénéficier à la médecine lors de missions de longue durée et sur Terre », selon une description du défi de l’agence. Aujourd’hui (9 juin), l’agence a annoncé non pas un, mais deux gagnants du défi.

Les deux équipes, toutes deux composées de scientifiques du Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) en Caroline du Nord, ont remporté les première et deuxième places du concours avec deux approches différentes pour créer des tissus hépatiques humains cultivés en laboratoire.

« Je ne saurais trop insister sur le fait qu’il s’agit d’une réalisation impressionnante. Lorsque la NASA a lancé ce défi en 2016, nous n’étions pas sûrs qu’il y aurait un gagnant », a déclaré Jim Reuter, administrateur associé de la NASA pour la technologie spatiale, dans un communiqué. « Ce sera exceptionnel d’entendre un jour parler de la première greffe d’organe artificiel et de penser que ce nouveau défi de la NASA pourrait avoir joué un petit rôle dans sa réalisation. »

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Le tissu hépatique conçu par l’équipe Winston est conservé dans une chambre pour tester si les fluides et les nutriments peuvent s’écouler. (Crédit image: Wake Forest Institute for Regenerative Medicine)

Les équipes gagnantes ont toutes deux utilisé des technologies d’impression 3D pour créer leur tissu. Comme dicté dans les règles du défi, les équipes devaient garder leurs tissus « vivants » pour des essais de 30 jours. Mais, pour concevoir des tissus et les faire « survivre », les équipes ont dû trouver comment déplacer les nutriments et l’oxygène tout au long de leur création et comment éliminer les déchets. Ce processus, connu sous le nom de perfusion, est effectué par des vaisseaux sanguins dans des tissus organiques vivants, mais c’est une chose extrêmement délicate à reproduire artificiellement.

En utilisant différents matériaux et différents modèles imprimés en 3D, les deux équipes ont chacune fabriqué des cadres de type gel différents pour leurs tissus, qui comprenaient des canaux à travers lesquels l’oxygène et les nutriments pouvaient passer. Les équipes ont pu faire circuler les nutriments dans leurs vaisseaux sanguins artificiels sans fuite.

L’équipe qui a remporté la première place, appelée équipe Winston, est la première équipe à terminer son essai avec le tissu technique selon les règles du défi et recevra 300 000 € et la possibilité de poursuivre ce travail à bord de la Station spatiale internationale, selon le communiqué. L’équipe classée deuxième, appelée WFIRM, recevra 100 000 €.

Mais le défi n’est pas encore terminé. Alors que ces deux concurrents ont remporté les deux premiers prix, deux autres équipes continuent de viser la troisième place, qui reçoit également un prix de 100 000 €.

Impression 3D de tissus humains dans l’espace

On ne sait pas encore comment cette technologie pourrait un jour être appliquée aux soins de santé des astronautes vivant sur des destinations comme la Lune et Mars, mais les chercheurs à l’origine de ces projets reconnaissent les nombreux défis que cette application présente.

« Il va y avoir une apesanteur … un rayonnement spatial, et nous ne savons pas comment ces tissus ou cellules dans le tissu se comporteraient. Donc, il y a tellement de questions sans réponse », James Yoo, professeur à WFIRM qui est un partie de l’équipe Winston, a déclaré à 45secondes.fr lors d’une téléconférence avec les médias le 9 juin. Cependant, il a ajouté: « Nous sommes très optimistes quant à la présence des constructions tissulaires dans l’espace, et nous espérons qu’elles se comporteront de la même manière. [to how they behave on Earth]. »

Cependant, alors que ces futures applications de l’ingénierie tissulaire n’ont pas encore été vues, en étudiant ces structures dans l’espace, comme à bord de la station spatiale, les chercheurs peuvent considérablement faire progresser notre compréhension de la façon dont cela pourrait fonctionner.

« Le potentiel d’étudier plus avant cette technologie dans l’espace est vraiment excitant », a déclaré Robyn Gatens, directrice de la Station spatiale internationale au siège de la NASA, à propos de l’ingénierie tissulaire lors de la téléconférence. « L’un des avantages de ce défi pour l’exploration spatiale est la création d’analogues d’organes que nous pourrions utiliser pour étudier les effets environnementaux de l’espace lointain comme le déconditionnement des radiations et de la microgravité. »

« Alors que nous nous préparons à aller sur la lune avec le programme Artemis, et un jour sur Mars, nous devrons développer des stratégies pour minimiser les dommages aux cellules saines des astronautes et atténuer les effets négatifs… -missions de durée », a déclaré Gatens. Elle a ajouté que la réalisation de tels tests avec des analogues d’organes peut aider à « s’assurer que nous acquerrons les connaissances nécessaires pour garder les astronautes en bonne santé alors qu’ils voyagent plus loin dans l’espace ».

Le Vascular Tissue Challenge de la NASA est dirigé par le centre de recherche Ames de l’agence dans la Silicon Valley et fait partie des Centennial Challenges, un programme de défis, de prix et de crowdsourcing au sein de la Direction de la mission de technologie spatiale de la NASA, selon le communiqué. Pour ce concours, la NASA s’est associée à l’organisation à but non lucratif New Organ Alliance, qui se concentre sur la recherche et le développement en médecine régénérative et qui a également constitué le jury de neuf personnes.

Envoyez un e-mail à Chelsea Gohd à [email protected] ou suivez-la sur Twitter @chelsea_gohd. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom et sur Facebook.

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