[EN] Une imprimante 3D réalise des tissus vivants

[EN]

L’expert : Fabien Guillemot. Docteur en science des matériaux (INSA de Rennes), chercheur à l’Inserm de Bordeaux, fondateur et président de la société Poeitis, créée en septembre 2014 et qui exploite le procédé de bio-impression par laser.

Peut-on vraiment parler ” d’impression 3D » pour des tissus vivants ?
Fabien Guillemot : Il s’agit bien d’imprimer en trois dimensions un motif de cellules vivantes et d’un matériau biologique, comme le collagène, pour reproduire l’organisation d’un tissu vivant. Nous préférons parler de ” bio-impression ». La technique est bien sûr très différente d’une impression 3D où l’on dépose une matière plastique ou un métal. Notre impression est même ” multi-matériau » puisque nous avons plusieurs types de cellules et de matrice extracellulaire, jusqu’à 5 !
A lire : Une hanche sur mesure imprimée en 3D

Prototype de l’imprimante ModuLab. Le motif est d’abord dessiné sur ordinateur, avec un logiciel prenant en compte l’évolution de la culture cellulaire dans le temps. L’ordinateur pilote ensuite l’imprimante pour déposer, grâce au laser, les cellules couche par couche. © Inserm/Alphanov/Ludovic Lescieux /Fabien Guillemot
Les cultures cellulaires sont connues depuis longtemps. Qu’apportent de plus les techniques d’impression ?
La reconstitution d’un tissu. Une culture de cellules reste bidimensionnelle et ne reproduit pas la structure d’un tissu vivant. On sait aussi cultiver des cellules en forme de sphéroïdes, sortes de petites boulettes d’un demi-millimètre de diamètre, ou encore sur des matrices en biomatériau (appelées ” scaffolds », c’est-à-dire échafaudages). Mais ces techniques ne reproduisent pas du tout la complexité du vivant et en particulier les interactions entre les cellules et avec la matrice extracellulaire. La bio-impression, qui construit un motif précisément et couche par couche, l’approche bien mieux.
La bio-impression par laser : précise, rapide et efficaceCette technique a été mise au point à partir de 2005 à l’Inserm, en collaboration avec des laboratoires universitaires. Elle consiste à déposer sur une surface de verre une ” encre » contenant les cellules, à forte concentration, ou bien la matrice extracellulaire. Un rayon laser (bleu) est réfléchi par un miroir mobile, piloté par ordinateur. Il traverse le verre et arrache une micro-gouttelette (à raison de 10 000 par seconde) et la projette là où il faut. La résolution est excellente : le jet a à peu près le diamètre d’une cellule (environ 20 microns).De plus, ce procédé évite de léser les cellules, contrairement aux autres techniques de bio-impression qui utilisent toutes des petites vannes pour les extraire d’un réservoir fermé et les projeter à travers un orifice. La mortalité cellulaire est alors élevée.

C’est un ordinateur qui pilote ?
Oui. La dimension informatique est essentielle et élargit considérablement les perspectives. Nous construisons le tissu comme un ingénieur travaille avec la CAO. Cela ouvre des possibilités de personnalisation, par exemple, pour reconstituer une structure particulière.
On peut donc construire un tissu complet, voire un organe ?Nous en sommes encore loin… Nous travaillons actuellement pour réaliser un modèle de peau. Nous utilisons des cellules souches d’adultes et des cellules de peau. Nous travaillons aussi sur un modèle de cornée. Les industries pharmaceutiques et cosmétiques ont de plus en plus besoin de ce genre de tissu pour leurs expérimentations sur l’efficacité et la toxicité de molécules d’intérêt. La réglementation sur les animaux de laboratoire se faisant plus restrictive, des modèles de peau deviennent intéressants pour ces tests.A lire : La science peut-elle se passer des animaux ?L’idée d’un foie ou d’un rein artificiel relève pour l’instant de la science-fiction mais la recherche continue. À moyen terme, nous espérons pouvoir réaliser des modèles de tissus individualisés, donc avec les cellules d’un patient, ce qui permettra de tester sa réponse à différents traitements pour choisir le plus efficace. À plus long terme, il deviendra possible de réaliser un greffon sur mesure pour l’implanter sur un patient.
Ces formes vertes et bleues sont des fibroblastes de cornée qui proviennent de cellules souches déposées par un prototype d’imprimante laser. L’expérience, menée au laboratoire de bioingénierie tissulaire de Bordeaux (Biotis), montre qu’il sera un jour possible de reproduire assez fidèlement un vrai tissu vivant. © Inserm/UMR 1026

Sur le même sujet
Une hanche sur mesure imprimée en 3D
Elif Bilgin, 16 ans, innove à partir de peaux de banane
La science peut-elle se passer des animaux ?
En partenariat avec

Source:: [EN] Une imprimante 3D réalise des tissus vivants