Pour la toute première fois, des scientifiques israéliens ont créé un cœur humain vascularisé et imprimé en 3D. Par conséquent, il combine des tissus humains prélevés sur un patient, à l'aide d'une imprimante 3D.
Cœur humain : Utilisation des cellules des patients
Une équipe de chercheurs de l'Université de Tel Aviv a dévoilé le cœur imprimé en 3D. Celui-ci correspond entièrement aux propriétés immunologiques, cellulaires, biochimiques et anatomiques d'un patient humain. Jusqu'à présent, les scientifiques n'avaient réussi à imprimer que des tissus simples sans vaisseaux sanguins.
« C'est la première fois que quelqu'un, où que ce soit, réussit à concevoir et à imprimer un cœur entier. Un cœur rempli de cellules, de vaisseaux sanguins, de ventricules et de cavités », a déclaré le professeur Tal Dvir de l'École de biologie cellulaire et moléculaire et de biotechnologie de l'université de Tel Aviv. C'est lui qui a dirigé les recherches pour l'étude. Il a été assisté par Nadav Noor, le Dr Assaf Shapira, Reuven Edri, Idan Gal et Lior Wertheim.
Le processus a consisté à prélever une biopsie de tissu adipeux chez des patients. Ensuite, les matériaux cellulaires et non cellulaires ont été séparés. Tandis que les cellules étaient reprogrammées pour devenir des cellules souches pluripotentes et différenciées efficacement en cellules cardiaques ou endothéliales, la matrice extracellulaire (MEC), un réseau tridimensionnel de macromolécules extracellulaires, telles que le collagène et les glycoprotéines, a été transformée en un hydrogel personnalisé qui a servi d'« encre » d'impression.
Les cellules différenciées ont ensuite été mélangées aux bio-encres. En conséquence, elles ont été utilisées pour imprimer en 3D des patchs cardiaques spécifiques au patient et immunocompatibles avec des vaisseaux sanguins, puis un cœur entier. Le processus d'impression 3D prend environ 3 à 4 heures.
Premier cœur imprimé en 3D
« C'est la première fois que quiconque, où que ce soit, réussit à concevoir et à imprimer un cœur entier, rempli de cellules, de vaisseaux sanguins, de ventricules et de cavités », a déclaré le professeur Tal Dvir de l'École de biologie cellulaire et moléculaire et de biotechnologie de l'université de Tel Aviv, qui a dirigé les recherches pour l'étude. Il a été assisté par Nadav Noor, le Dr Assaf Shapira, Reuven Edri, Idan Gal et Lior Wertheim.
Le processus a consisté à prélever une biopsie de tissu adipeux chez des patients, après quoi les matériaux cellulaires et non cellulaires ont été séparés. Tandis que les cellules étaient reprogrammées pour devenir des cellules souches pluripotentes et efficacement différenciées en cellules cardiaques ou endothéliales, la matrice extracellulaire (MEC), un réseau tridimensionnel de macromolécules extracellulaires, telles que le collagène et les glycoprotéines, a été transformée en un hydrogel personnalisé qui a servi d'« encre » d'impression.
Les cellules différenciées ont ensuite été mélangées aux bio-encres et ont été utilisées pour imprimer en 3D des patchs cardiaques spécifiques au patient et immunocompatibles avec des vaisseaux sanguins, puis un cœur entier. Le processus d'impression 3D prend environ 3 à 4 heures.
« Ce cœur est fabriqué à partir de cellules humaines et de matériaux biologiques spécifiques au patient. Dans notre processus, ces matériaux servent de bio-encres, des substances composées de sucres et de protéines qui peuvent être utilisées pour l'impression 3D de modèles de tissus complexes », a déclaré Dvir. « Les gens ont réussi à imprimer en 3D la structure d'un cœur par le passé, mais pas avec des cellules ou des vaisseaux sanguins. Nos résultats démontrent le potentiel de notre approche pour l'ingénierie future de remplacement de tissus et d'organes personnalisés. »