Cellules souches et plomberie de l'extrême (1)

▪ Une fois les organes de remplacement à base de cellules souches devenus réalité, certains de nos plus gros problèmes de santé disparaîtront à jamais… et beaucoup d’investisseurs pourraient bien devenir millionnaires en cours de route.

Les maladies cardiaques représentent la première cause de mortalité aux Etats-Unis. Plus de 600 000 personnes y décèdent chaque année d’une maladie cardiaque. Plus d’un million de personnes sont victimes d’une crise cardiaque. Dans le monde entier, ce chiffre atteint les 22 millions. Pour les survivants, il faut s’habituer à vivre au quotidien avec un coeur qui ne fonctionne plus bien. Et pour ceux qui ont besoin d’une transplantation cardiaque, il faut se tourner vers les longues listes d’attente. Même lorsqu’un patient reçoit effectivement une greffe, celle-ci provient d’un donneur étranger : le receveur devra donc prendre à vie un traitement immunosuppresseur pour éviter tout rejet. Les coûts associés aux maladies cardiaques, au niveau du système de santé, sont vertigineux.

Il est aujourd’hui possible de faire pousser des cellules cardiaques en culture, et même d’obtenir une pulsation. Mais le coeur est doté d’une structure complexe qui doit être recréée si l’on souhaite rendre possible la transplantation d’un organe entier et viable. Le coeur en lui-même est composé de différents types de cellules. Pour créer un coeur artificiel, il faut d’abord réussir à placer le bon type de cellule au bon endroit à l’intérieur de l’organe.

C’est un problème qui peut sembler insurmontable, mais des recherches effectuées par Doris Taylor et Harald Ott, de l’université du Minnesota, ont permis d’y trouver une solution. Ils ont en effet mis au point un moyen de créer une structure complète à laquelle les cellules souches peuvent s’attacher, pour créer à terme un coeur fonctionnel. La science, comme le coeur humain, ne connaît pas de limites.

▪ Plomberie de l’extrême

La théorie de ces chercheurs du Minnesota, c’est que si un coeur pouvait, d’une manière ou d’une autre, être réduit à son squelette de base, on pourrait utiliser cette structure pour créer un échafaudage, sur lequel il serait possible de faire pousser un nouveau coeur. Pour ce faire, les anciennes cellules doivent être retirées, mais la matrice extracellulaire doit être laissée intacte. Cette matrice est composée de fibres de protéines : l’échafaudage qui donne aux organes du corps leur forme et leur structure.

Bien sûr, des techniques de décellularisation sont disponibles depuis longtemps. Les méthodes existantes immergent l’organe dans une solution contenant un détergent. Le détergent réagit avec les cellules, ce qui débarrasse le squelette de protéines de toute cellule, de l’extérieur vers l’intérieur (le tout sans frotter). Le problème, avec les méthodes actuelles de décellularisation, c’est que le processus endommage aussi l’échafaudage de protéines.

La matrice de protéines ne se contente pas de fournir la structure d’un tissu, elle contient également des marqueurs biochimiques qui indiquent aux cellules en croissance le lieu où elles se trouvent dans l’organe et le rôle qu’elles sont censées y jouer. Sans les signaux diffusés par ces marqueurs, nommés cytokines, les cellules souches ne sont pas capables de différencier le bon type de tissu dans une matrice extracellulaire. De plus, les cellules souches implantées dans la matrice pour faire pousser le nouvel organe ne disposent pas toujours d’assez de nourriture et d’oxygène pour survivre, se multiplier et créer un nouveau tissu.

Pour remédier à ce problème, les docteurs Taylor et Ott ont inventé une toute nouvelle méthode pour retirer les cellules du squelette de protéine, une méthode baptisée décellularisation par perfusion. Au lieu de se contenter d’immerger un organe dans une solution, ils connectent ainsi les vaisseaux sanguins à des pompes, qui font circuler la solution détergente dans l’ensemble de la vasculature de l’organe. Cette technologie révolutionnaire transforme la « plomberie » vasculaire de l’organe en conduits, ce qui permet de nettoyer l’organe de l’intérieur.

L’environnement qui en résulte est bien plus propice à l’implantation de cellules souches et les nouvelles cellules peuvent recevoir les nutriments et l’oxygène dont elles ont besoin pour proliférer et se différencier.

Nous verrons la suite dès demain…

[Ray Blanco était le genre d’enfant qui reste des heures dans sa chambre tous les soirs, programmant des codes dans son ordinateur Timex Sinclair 1000. Aujourd’hui, il combine sa passion de la technologie avec ses connaissances et son savoir-faire dans les domaines de la finance et des marchés boursiers au sein de la lettre NewTech Insider, dont il est co-rédacteur.]