Aux États-Unis, les maladies cardiaques sont la principale cause de décès pour la population. Ils sont responsables, pensez-vous, d'au moins 47 % des décès également en Europe. Selon le donner États-Unis, toutes les 36 secondes, une personne meurt de maladies cardiovasculaires. Pourquoi n'avons-nous pas encore réussi à atténuer ce fait inquiétant ?
Il existe de nombreuses raisons, mais une des plus intéressantes pour les besoins de cet article : le tissu cardiaque ne se régénère pas. D'autres organes et tissus de notre corps peuvent se régénérer après une blessure, mais pas notre cœur. C'est pourquoi la bio-ingénierie tissulaire, qui comprend également la fabrication d'un cœur humain entier biohybridé et transplantable, est si importante pour l'avenir de la médecine cardiaque.
Un cœur "naturel artificiel"
Ces derniers jours, les bioingénieurs de École d'ingénierie et de sciences appliquées John A. Paulson de Harvard (SEAS) a développé le premier modèle biohybride d'un ventricule humain avec des cellules cardiaques battantes alignées en hélice et a démontré que l'alignement des cellules musculaires augmente en fait considérablement la quantité de sang que le ventricule peut pomper à chaque contraction.
Comment ont-ils créé le modèle biohybride du cœur humain ?
Ce progrès a été rendu possible grâce à une nouvelle méthode de fabrication textile additive, la Filature à jet rotatif focalisé (FRJS). La méthode a permis la fabrication à haute productivité de fibres alignées en hélice avec des diamètres allant de quelques micromètres à des centaines de nanomètres.
Développé à SEAS par le groupe de biophysique des maladies du professeur Trousse Parker, les fibres FRJS dirigent l’alignement des cellules. Et ils permettent la formation de structures organisées avec précision, qui simulent la disposition naturelle du cœur humain.
Le processus de création
La première phase du FRJS fonctionne un peu comme une machine à barbe à papa. Une solution de polymère liquide est chargée dans un réservoir et expulsée par une petite ouverture par la force centrifuge lorsque l'appareil tourne.
Lorsque la solution quitte le réservoir, le solvant s'évapore et les polymères se solidifient en fibres. Ensuite, un flux d'air ciblé contrôle l'orientation des fibres lorsqu'elles sont déposées sur un collecteur.
L'équipe a découvert qu'en inclinant et en faisant tourner le collecteur, les fibres du flux s'alignent et se tordent autour du collecteur lui-même lors de sa rotation, imitant la structure hélicoïdale des muscles cardiaques.
Coeur biohybride : perspectives
L'équipe a également montré que le processus peut être adapté à la taille d'un cœur humain réel et même plus grand, à la taille du cœur d'une baleine (ils n'ont pas rempli les modèles plus grands avec des cellules, car il faudrait des milliards de cellules cardiomyocytes) .
Cette étude est aussi intéressante pour les perspectives médicales (et donc la possibilité de recréer un cœur biohybride fonctionnant en laboratoire), que pour les possibles implications de la technologie FRJS dans d'autres domaines. En effet, outre la biofabrication de textiles, l'équipe explore également d'autres applications du système FRJS, comme l'emballage alimentaire.
En conclusion, nous vous recommandons de regarder un courte vidéo concernant ce qui a été lu jusqu'à présent, publié par la Harvard School of Engineering and Applied Sciences. Enfin, nous vous référons également à l'article mis en ligne sur leur site.
