Organes sur mesure : programme de 200 millions de dollars vise à imprimer en 3D des foies personnalisés pour chaque patient
En reprogrammant les propres cellules du patient pour en faire des tissus fonctionnels, ce programme de recherche pluriannuel vise à éliminer à jamais les listes d'attente pour les organes et le besoin permanent de médicaments anti-rejet.
L’utilisation de la bio-impression 3D pour développer un foie entièrement fonctionnel et spécifique à un patient en vue d’une transplantation est l’objectif ultime d’un projet de recherche conjoint bien financé auquel participent cinq universités américaines.
Ce projet fait partie du programme PRINT (Personalized Regenerative Immunocompetent Nanotechnology Tissue), financé par le ministère américain de la santé et des services sociaux, qui vise à utiliser la technologie de pointe de la bio-impression et une approche de médecine régénérative pour imprimer en 3D des organes personnalisés, à la demande, notamment des reins, des cœurs et des foies, qui ne nécessitent pas de médicaments immunosuppresseurs. En d’autres termes, il s’agit d’organes « sur mesure » cultivés à partir des propres cellules du patient.
Mettre fin à la liste d’attente : comment la bio-impression permet de créer des organes personnalisés
« Le développement d’organes universellement compatibles n’a jamais été réalisé auparavant dans l’histoire de la transplantation », explique Alicia Jackson, directrice de l’agence de contrôle du PRINT, l’ Agence des projets de recherche avancée pour la santé (Advanced Research Projects Agency for Health). « L’impression d’un organe humain fonctionnel et précisément compatible changera fondamentalement les possibilités de la médecine de transplantation et sauvera d’innombrables vies. Grâce au programme PRINT, renforcerons le leadership des États-Unis aux frontières de la biotechnologie et de l’innovation biomédicale ».
Les équipes PRINT devront réaliser ce qui a été jusqu’à présent impossible en ingénierie tissulaire : imprimer en 3D un organe de taille humaine, avec toutes les cellules, les vaisseaux sanguins et les matériaux tissulaires lui permettant de fonctionner comme un cœur, de filtrer le sang et de produire de l’urine comme un rein et de maintenir le métabolisme comme un foie. En cas de succès, les avancées techniques et les plates-formes technologiques générées par PRINT auront un impact considérable sur la régénération d’autres organes difficiles, tels que le pancréas et les poumons.
L’insuffisance hépatique, une maladie potentiellement mortelle, fait des milliers de victimes chaque année pendant que les patients attendent des organes de donneurs. En cas de succès, le projet pourrait offrir une source à la demande de tissus hépatiques fonctionnels pour la transplantation, ce qui permettrait de sauver plus de 12 000 patients américains inscrits chaque année sur la liste d’attente. Cela permettrait également de réduire les coûts des soins de santé et d’améliorer les résultats à long terme pour les personnes souffrant d’une maladie hépatique chronique.
Au-delà des foies : un avenir sans médicaments immunosuppresseurs
Selon Allele Biotechnology & Pharmaceuticals, une société de développement et de fabrication de technologies cellulaires basée à San Diego, qui a participé à l’étude, « cette approche innovante offre une alternative sûre et évolutive à la transplantation traditionnelle, en éliminant le besoin d’organes de donneurs et de médicaments immunosuppresseurs à vie ».
Allele produira des cellules souches pluripotentes induites à l’aide de sa méthode brevetée de reprogrammation de l’ARNm dans ses installations BPF dédiées aux thérapies dérivées des cellules souches. Dirigée par le fondateur et PDG d’Allele, le Dr Jiwu Wang, l’équipe d’Allele appliquera également sa plateforme d’ARNm de gène maître pour générer divers types de cellules spécifiques au foie, pour finalement les fabriquer en quantités atteignant des dizaines de milliards par organe. La reprogrammation par ARNm utilise l’ARN messager synthétique (ARNm) pour modifier le destin et la fonction des cellules vivantes, en leur ordonnant de produire des protéines spécifiques qui modifient l’identité et le comportement des cellules, les types de cellules idéaux pour la bio-impression.
L’équipe conjointe de régénération du foie est dirigée par Shaochen Chen, professeur à la Jacobs School of Engineering de l’université de Californie à San Diego et pionnier internationalement reconnu de la recherche et de la technologie de la bio-impression 3D.
Le projet rassemble des experts en biologie du foie, en imagerie, en chirurgie et en intelligence artificielle.
« Ce que nous essayons de faire avec PRINT est extraordinairement difficile », explique Ryan Spitler, responsable du programme. « Il faut des avancées majeures dans la fabrication de cellules, la conception de bioréacteurs et la technologie d’impression 3D pour construire des organes qui fonctionnent de manière fiable comme les vrais. Mais si nous réussissons, nous ne nous contenterons pas d’offrir aux patients un accès plus rapide à de nouveaux organes : nous modifierons les bases mêmes de la transplantation. Les progrès réalisés dans le cadre de ce programme pourraient réduire considérablement les délais d’attente, éliminer la nécessité de prendre des médicaments immunosuppresseurs à vie et ouvrir la voie à des solutions bioprintées pour de nombreux autres organes à l’avenir ».
Le financement de 26 millions de dollars pour Allele et de 176,8 millions de dollars pour le programme PRINT est réparti sur les cinq années du projet.
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