Une technologie

La bio-impression.

Cette nouvelle technique, qui utilise le même principe que l’impression 3D pour fabriquer des objets, s’est fixée comme ambition de reconstruire des organes et du tissu vivant de manière artificielle. Pour mieux comprendre, lançons notre première bio-impression… À l’origine de la vie, la cellule…

En biologie, c’est l'élément de base de tous les êtres vivants. Et l’homme en est composé de plusieurs milliards. La cellule, protégée par une membrane, est constituée de 70 % d’eau, 15 % de protéines, 2 % de lipides, 2 % de sucre et, surtout, de 1 % de notre ADN dans son noyau. Elle a la capacité remarquable de reproduire tous nos tissus et organes. Plusieurs étapes constituent la vie cellulaire : la croissance (l’augmentation de sa taille), la différenciation (sa vocation à se reproduire dans un organe spécifique), la division (le moment de sa séparation en deux cellules filles), puis la mort.

Israël à la pointe de la création d’organes

C’est dans le laboratoire de biomédecine du Technion, l’institut de technologie d’Israël, à Haïfa, que de nombreuses avancées en bio-impression ont vu le jour : un muscle, une moelle épinière, des vaisseaux sanguins et, plus récemment, un pancréas y ont été reproduits avec succès. La vascularisation de ces reproductions reste le plus gros problème à résoudre pour aller plus loin car l’organe doublon, une fois greffé, a besoin d’être irrigué en continu par le sang pour construire son architecture interne propre, viable et résistante. Des espoirs de réussite sont émis pour les dix prochaines années.

Étape par étape

La technique la plus utilisée est celle de la bio-extrusion. La matière plastique utilisée par une imprimante 3D pour fabriquer des objets est ici remplacée par une bio-encre qui contient des cellules vivantes.

1 Culture cellulaire

Les médecins commencent par extraire des cellulles souches du patient lui-même ou d’un hôte compatible. Mises en culture ensuite, elles se multiplient.

2 Mise sous seringue de l’encre bio-cellulaire

Il faut atteindre 35 millions de cellules par millilitre pour constituer l’encre bio-cellulaire qui intégrera la première seringue de la bio-imprimante.

3 Installation de la seringue à hydrogel

Pour créer l’architecture des tissus, une deuxième seringue, cette fois remplie d’encre hydrogel (un produit contenant protéines, nutriments et oxygène pour maintenir les cellules en vie pendant l’impression), est pilotée par le logiciel.

4 La bio-impression 3D peut commencer

Le processus se décompose en quatre parties distinctes : impression sur du bio-papier (A), élévation (B), formation et décomposition du bio-papier (C), puis structuration du tissu (D). Tout cela dans un espace-temps bien défini.

5 Maturation finale

Le résultat obtenu va être conservé dans un milieu de culture en incubateur pour que le tissu cellulaire construise ses propres interconnexions.