Comment la bio-impression 3D pourrait aider à inaugurer l’ère de la médecine personnalisée

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Imprimer une nouvelle peau pour soigner les cicatrices ou les tissus endommagés n’est plus un trope de la science-fiction, mais fait partie d’une nouvelle vague de technologie médicale.

Depuis que l’impression 3D est devenue une réalité, l’idée que des tissus humains puissent être imprimés – comme nous imprimerions notre carte d’embarquement pour un vol – a fasciné les ingénieurs et les biologistes. D’un point de vue pratique, il pourrait permettre la production de tissus dans un endroit aussi petit qu’un cabinet de médecin local, mais d’une manière encore plus science-fiction, il était considéré par certains comme un outil dans la dynamique du transhumanisme.

Les organes dotés d’implants à micropuce et imprimant des cœurs humains fonctionnels pour contourner les listes de donneurs font partie des possibilités évoquées dans ce domaine. La technologie est encore loin d’atteindre ces sommets en 2020, mais pas autant que vous ne le pensez.

L’une des entreprises les plus en vue travaillant dans ce domaine est Cellink . Fondée il y a quatre ans par l’entrepreneur Erik Gatenholm, âgé de 31 ans, l’introduction en bourse de la société en 2017 a été l’une des plus rapides jamais enregistrées et a récemment réalisé une valorisation de 1 milliard de dollars.

Tout en commençant en tant que développeur de «bioink» pour les bio-imprimantes 3D – un polymère naturel ou synthétique sélectionné pour ses composants biocompatibles – la société a continué à construire sa propre bio-imprimante à partir d’un prix d’environ 5 000 $. En comparaison, les autres bio-imprimantes 3D à l’époque coûtaient plus de 300 000 $ chacune.

Constatant qu’il y avait un marché sous-développé de la bioinc il y a quatre ans – malgré les débuts, de grands fabricants de bio-imprimantes – Gatenholm et deux collègues sont tombés sur un matériau développé à l’Université de technologie Chalmers en Suède. Ce matériau, a-t-il dit, était un environnement de culture idéal pour les cellules et a finalement trouvé un moyen de l’utiliser comme filament de bio-impression.

Démocratiser une industrie
S’adressant à Siliconrepublic.com, Gatenholm a déclaré que les débuts de Cellink ont ​​montré que malgré un grand intérêt pour la bio-impression, convaincre les entreprises partenaires de se joindre à nous et d’acheter du bioink était un défi majeur.

« Le problème à ce moment-là était que les imprimantes étaient si chères», a-t-il déclaré. «Donc, si vous vouliez vous lancer dans la bio-impression, vous deviez payer, comme 200 000 $. Franchement, peu de laboratoires dans le monde disposent de ce type de financement pour une application très, très innovante.

« Nous avons donc décidé de démocratiser l’ensemble de l’industrie et nous sommes sortis avec une imprimante qui coûte 5 000 $. Et cela a vraiment tout changé pour les scientifiques parce que, tout à coup, vous aviez des centaines de laboratoires à travers le monde qui avaient entendu parler de la bio-impression, mais ils n’avaient tout simplement pas le financement.

Derrière cette baisse des coûts, a-t-il ajouté, se cachait une révolution en cours parmi les entreprises d’impression 3D plus établies telles que MakerBot et Ultimaker, qui produisaient des imprimantes moins chères en utilisant des composants plus abordables et des logiciels de résolution plus efficaces. En utilisant leurs plates-formes, Cellink a cherché à reproduire ce changement dans le monde de la bio-impression.

Rôle dans la recherche sur Covid-19
À l’heure actuelle, les produits de bio-impression de Cellink sont utilisés par environ 1 800 laboratoires dans le monde, dont beaucoup travaillent dans la recherche appliquée de base qui pourrait être la première étape de beaucoup vers de futures percées en matière de bio-impression.

Plus récemment, la société a fait partie d’un consortium de recherche européen appelé Triankle, qui vise à développer des thérapies régénératives sous forme d’implants imprimés en 3D pour la régénération des tissus de l’articulation de la cheville. Le projet de 5,9 millions d’euros a des partenaires de premier plan, dont le géant du football, le FC Barcelone.

Mais peut-être le plus urgent, la bio-impression est devenue un nouvel outil dans les efforts de recherche pour comprendre comment Covid-19 affecte le corps humain. Gatenholm a déclaré que si l’impression 3D s’est avérée « très, très utile » pendant la pandémie pour la production d’écouvillons nasaux et d’autres kits de test, la bio-impression est un processus plus compliqué.

Cependant, un domaine dans lequel Gatenholm a vu la bio-impression prendre son envol au cours de cette pandémie est l’impression de parties de tissus pulmonaires. En développant des versions de base identiques aux poumons humains normaux, les chercheurs peuvent mieux comprendre en laboratoire l’impact de Covid-19 sur leur fonction.

« Nous avons quelques collaborateurs et clients qui travaillent spécifiquement sur [ce domaine de recherche]», a déclaré Gatenholm. «L‘Université technique de Berlin travaille spécifiquement sur les tissus pulmonaires et étudie également comment appliquer ce modèle à la recherche sur Covid-19.»

La bio-impression dans l’espace
À l’avenir, dans l’espoir que les bio-imprimantes de Cellink puissent un jour pénétrer dans les cabinets de Médecins du monde entier, Gatenholm voit dans le domaine de la médecine personnalisée un point où son industrie pourrait vraiment décoller. Déjà, les chercheurs explorent le potentiel de technologies telles que l’outil d’édition de gènes CRISPR-Cas9 dans la bio-impression.

Non seulement cela, mais la bio-impression fait déjà des progrès dans l’espace. Comme 3DPrint.com l’a récemment évoqué, deux systèmes de bio-impression 3D ont déjà fait le voyage vers la Station spatiale internationale pour mieux comprendre le fonctionnement de la technologie en microgravité.

Jusqu’à présent, il a été constaté que la bio-impression de tissus dans l’espace présente certains avantages par rapport à celle sur Terre – il est notamment possible de créer des structures plus complexes et plus complexes. Si les humains doivent vivre sur la lune et plus loin dans le système solaire, la bio-impression personnalisée peut être cruciale lorsque vous vous trouvez à des millions de kilomètres du médecin le plus proche.

«La médecine personnalisée est un domaine dans lequel nous sommes très actifs», a déclaré Gatenholm, «qu’il s’agisse d’imprimer des cellules individuelles qui peuvent être séquencées pour des cellules cancéreuses spécifiques au patient ou si c’est l’impression de tumeurs cancéreuses spécifiques au patient qui peuvent ensuite être utilisées pour le développement nouveaux médicaments et traitements. Personnaliser l’aspect médical ; ça va être pour le futur.

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