Comment imprimer des tissus humains en 3D - Taneka Jones

Voir la leçon complète : https://ed.ted.com/lessons/how-to-3d-print-human-tissue-taneka-jones

Il y a actuellement des centaines de milliers d'individus sur liste d'attente pour obtenir une greffe d'organes vitaux comme un rein, un cœur ou un foie, qui pourrait sauver leur vie. Malheureusement, il n'y a pas assez de donneurs d'organes disponibles pour répondre à la demande. Et si, au lieu d'attendre, on pouvait créer de nouveaux organes sur mesure de A à Z ? Taneka Jones examine la bio-impression, une nouvelle branche de la médecine régénérative.

Leçon par Taneka Jones, réalisée par Hype CG.

Il y a actuellement des centaines de
milliers d'individus en attente de greffe,

notamment pour des organes vitaux comme
un rein, un cœur ou un foie,

ce qui pourrait sauver leur vie.

Malheureusement,

on est loin d'avoir assez de donneurs
d'organes pour répondre à la demande.

Et si, au lieu d'attendre,

on pouvait créer des organes tout neufs,
sur mesure, de A à Z ?

C'est le principe de la bio-impression,

une branche de la médecine régénérative,
actuellement en train d'être développée.

Nous ne sommes pas encore en mesure
d'imprimer des organes complexes

mais des tissus plus simples comme
des vaisseaux sanguins et des canaux

qui se chargent de l'équilibre
entre nutriments et déchets

sont déjà à notre portée.

La bio-impression est l'équivalent
biologique de l'impression 3D,

une technique qui superpose des couches
de matériau les unes sur les autres,

afin de créer un objet en trois dimensions
une couche à la fois.

Au lieu de commencer avec du métal,
du plastique ou de la céramique,

une imprimante 3D pour des organes et
des tissus utilise de l'encre biologique :

un matériau imprimable qui contient
des cellules vivantes.

L'essentiel des bio-encres sont des
molécules riches en eau : les hydrogels.

À ces hydrogels sont ajoutés
des millions de cellules vivantes,

ainsi que différents produits chimiques
qui incitent les cellules à se développer.

Certaines bio-encres sont composées
d'un seul type de cellule,

tandis que d'autres en allient plusieurs
pour produire une structure plus complexe.

Imaginons que l'on veuille
imprimer un ménisque,

une partie du genou faite de cartilage

qui empêche le tibia et le fémur
de frotter l'un à l'autre.

Il est composé de cellules appelées
chondrocytes,

dont il faudra un nombre important
pour l'encre biologique.

Ces cellules peuvent provenir de donneurs,
et seront reproduites en laboratoire.

Ou bien elles peuvent provenir
des propres tissus du patient

afin de créer un ménisque personnalisé,
moins à risque d'être rejeté par le corps.

Il y a plusieurs techniques d'impression

et la plus populaire est
la bio-impression par extrusion.

Pour celle-ci, la bio-encre est chargée
dans une chambre d'impression

et passe à travers un embout rond,
attaché à une tête d'impression.

Elle sort d'un embout dont le diamètre
ne dépasse que rarement les 400 microns,

et qui peut produire
un filament en continu

dont l'épaisseur approche
celle d'un ongle humain.

Une image ou un fichier informatisé
guide le placement des fils,

soit sur une surface plane,
soit dans un récipient rempli de liquide

afin d'aider à maintenir la structure
en place jusqu'à ce qu'elle soit stable.

Ces imprimantes sont rapides et produisent
le ménisque en environ une demi-heure,

en imprimant un fil fin à la fois.

Après l'impression, certaines bio-encres
deviennent solides immédiatement.

D'autres ont besoin de lumière UV, ou
d'un autre processus chimique ou physique

pour pouvoir stabiliser la structure.

Si le processus d'impression a fonctionné,

les cellules du tissu synthétique vont
développer le même comportement

que les cellules dans du vrai tissu :

envoi de signaux les unes aux autres,
échange de nutriments et multiplication.

Nous pouvons déjà imprimer des structures
assez simples, comme ce ménisque.

Des vessies bio-imprimées ont également
été greffées avec succès,

et des tissus imprimés ont contribué à
régénérer les nerfs faciaux chez les rats.

Des chercheurs ont créé de la peau,
du tissu pulmonaire, du cartilage,

et des mini-versions quasi-fonctionnelles
de reins, de foies et de cœurs.

Cependant, parvenir à reproduire
l'environnement biochimique complexe

d'un organe vital constitue
un défi de taille.

La bio-impression par extrusion
peut parfois détruire

un pourcentage significatif des cellules
dans l'encre si l'embout est trop petit,

ou si la pression de l'impression
est trop élevée.

L'un des défis les plus impressionnants

est de fournir de l'oxygène
et des nutriments

à chaque cellule d'un organe
à taille réelle.

C'est pourquoi, jusqu'à présent,
les réussites majeures

ont été accomplies avec des structures
plates, ou creuses,

et c'est pourquoi
les scientifiques cherchent

à inclure des vaisseaux sanguins
aux tissus bio-imprimés.

La bio-impression a un potentiel énorme

pour sauver des vies et
développer notre savoir

concernant le fonctionnement de base
de nos organes.

La technologie ouvre un champ
de possibilités à donner le vertige,

comme l'impression de tissus avec
des systèmes électroniques intégrés.

Pourra-t-on un jour développer des organes
qui surpasseront nos capacités actuelles,

ou nous fournir une peau
qu'on ne peut pas brûler ?

À quel point pourra-t-on
rallonger nos vies

en imprimant et remplaçant nos organes ?

Et qui, et quoi, précisément

pourra avoir accès à cette technologie
et à ses résultats incroyables ?