Une patte arrière de rat développée en laboratoire

La technologie des prothèses a certainement progressé au cours des dernières années, mais remplacer un membre perdu avec un membre de chaire, biologiquement fonctionnel, reste le but ultime. Des scientifiques ont dernièrement bien avancé vers cet objectif.

Une équipe de scientifiques et de chirurgiens spécialisés dans la médecine régénérativede l’Hôpital général du Massachusetts a fait grandir un membre antérieur de rat dans leur laboratoire, en utilisant une technique déjà utilisée pour développer des organes bioartificiels. Si un jour cette technique était perfectionnée, l’approche expérimentale pourrait être utilisée pour créer des membres humains adaptés à une transplantation.

Les scientifiques n’ont pas fait pousser le membre à partir de rien, un membre antérieur de rat a fourni l’échafaudage nécessaire pour que de nouvelles cellules prennent racine et se multiplient. La même technique a été utilisée pour régénérer rein, foie, oreilles et des poumons en laboratoire. Cependant, un membre est un peu plus compliqué, car il nécessite une plus grande variété de cellules que ces organes.

Les scientifiques ont d’abord utilisé un détergent spécial pour enlever chaque cellule vivante (décélularisation), sauf le collagène à base de protéines qui donne leur forme aux vaisseaux, tendons et aux muscles.

Le processus de décellularisation : pendant 52 heures, la perfusion d’une solution de détergent élimine les cellules sur un membre antérieur de rat, laissant derrière elle un échafaudage, une matrice acellulaire, sur lequel de nouveaux tissus peuvent être régénérés. (Bernhard Jank, Ott Laboratory, Massachusetts General Hospital Center for Regenerative Medicine)

Ensuite, les chercheurs ont inséré des cellules musculaires et des cellules progénitrices des vaisseaux d’un rat différent. Dans le futur, ces cellules devraient être prises sur le destinataire du membre, de sorte que le produit final sera biologiquement compatible avec son corps. Pour encourager la croissance, les scientifiques ont placé le membre dans unbioréacteur qui lui a fourni des nutriments, de l’oxygène et une stimulation électrique. Il a fallu environ deux à trois semaines pour qu’il termine sa croissance, après quoi il était prêt pour les tests.

Quand ils ont stimulé la patte avant avec de l’électricité, la patte se serra et se desserra, montrant que les muscles étaient fonctionnels. Quand ils l’ont rattaché à des rats anesthésiés, le sang coulait à travers le nouveau membre, cependant ils ne l’ont pas testé pour le mouvement.

Ci-contre : la patte du rat se développant dans un bioréacteur. (Bernhard Jank,, Ott Laboratory, Massachusetts General Hospital Center for Regenerative Medicine)

Dans le monde, environ 70 patients ont subi une greffe de la main avec des résultats plutôt favorables. Cependant, le système immunitaire a tendance à rejeter une main inconnue, de sorte que ces patients doivent suivre un traitementimmunosuppresseur à vie. Dans la nouvelle approche, le gros avantage est que les cellules sont récupérées sur le destinataire, ainsi le risque de rejet immunitaire est faible.

Le prochain défi pour les scientifiques est de s’assurer que les nerfs prennent racine dans un membre bioartificiel, ce qui est le cas dans les greffes de la main. On ne sait pas si la même chose se produira dans des membres bioartificiels. Selon les scientifiques, il faudra attendre au moins une décennie avant que ces “biomembres” ne soient prêts à être testé sur des humains.

Les chercheurs ont publié leurs résultats cette semaine dans la revue Biomaterials :Engineered composite tissue as a bioartificial limb graft, présenté sur le site du Massachusetts General Hospital Center for Regenerative Medicine : MGH team develops transplantable bioengineered forelimb in an animal model.