Il existe un cœur miniature qui bat vraiment. Je vous jure. Sous la lumière fluorescente d'un laboratoire californien, un fragment de tissu humain palpite régulièrement. De la taille d'un ongle, il reproduit pourtant le rythme, la contraction et le flux. C'est un cœur sur puce (cœur sur puce), un système microphysiologique qui imite le cœur à une échelle réduite.
Il est conçu pour observer comment les cellules réagissent aux nouvelles thérapies géniques sans avoir recours à des expériences invasives. nouvelles officielles Issu de Berkeley, ce modèle utilise des canaux microfluidiques et des muscles 3D de cellules cardiaques. Et ça a l'air vraiment très prometteur.
Le problème de livraison
Depuis des années, la cardiologie tente d'administrer des médicaments directement dans le muscle cardiaque. nanoparticules lipidiques (LNP)Ces mêmes vecteurs, utilisés dans les vaccins à ARNm, sont d'excellents vecteurs pour le foie et les poumons, mais ils échouent avec le cœur : l'endosome (qui est un peu comme la « douane » des cellules) retient et dégrade le traitement avant qu'il ne puisse agir.
La difficulté d'échappement endosomal représente un obstacle majeur pour les thérapies géniques cardiaques. Mais la situation pourrait désormais évoluer différemment.
Le test du cœur sur une puce
L'équipe dirigée par l'Université de Californie à Berkeley, les Instituts Gladstone et l'Université de Californie à San Francisco a synthétisé des nanoparticules recouvertes d'un polyéthylène glycol dégradable en milieu acide qui se dissout au pH cellulaire et libère l'ARNm thérapeutique.
Dans ce cœur sur puce, ces particules circulaient dans des canaux fluidiques plus fins qu'un cheveu, simulant la densité du tissu cardiaque. Le résultat ? Certains ont franchi la barrière et libéré l'ARNm directement à l'intérieur des cellules contractiles. l'étude Elle a été publiée dans la revue Nature Biomedical Engineering.
Un modèle qui imite et comprend
« Notre cadre de travail nous permet d’identifier rapidement des nanoparticules efficaces pour le cœur, réduisant ainsi les délais et les coûts de développement », explique-t-il. Kévin Healy, professeur de bio-ingénierie et de science des matériaux à l'UC Berkeley.
Les versions tridimensionnelles du tissu cardiaque recréent les pressions et les interactions cellulaires qu'un modèle bidimensionnel ne peut simuler. Chaque puce devient un micro-organe capable de faire des erreurs, de se réparer et d'apprendre, sans jamais quitter le laboratoire.
L'association de la microfluidique et de l'ingénierie tissulaire nous permet de tester différentes variantes de nanoparticules et de prédire leur comportement dans l'organisme. Elle accélère les tests biologiques, et bien plus encore.
Nous avons déjà abordé la question des organes sur puce, et je voudrais souligner un aspect qui me tient à cœur : entre autres avantages, cette technologie peut remplacer les modèles animaux.
Du cœur sur une puce au vrai cœur
Après des tests réalisés sur une puce, les chercheurs ont reproduit l'expérience sur des souris : les nanoparticules ont pénétré le tissu et délivré l'ARNm aux cellules cardiaques, sans qu'aucun dommage ne soit constaté. C'est la première fois qu'un vecteur non viral démontre une telle efficacité dans l'un des muscles les plus complexes du corps humain.
Comme je l'ai mentionné, nous suivons avec grand intérêt la technologie des puces, notamment dans le domaine de la cardiologie : il y a à peine un an, je vous en parlais. de la « mini-puce » qui accélère le diagnostic de crise cardiaqueLe cœur sur puce s'inscrit dans un paradigme plus large de médecine personnalisée.
Le battement de cœur artificiel qui redonne vie
Le paradoxe (presque poétique) est qu'un dispositif en verre et en silicone puisse redonner au cœur son humanité. Si la biotechnologie s'est jusqu'ici efforcée d'imiter la vie, elle commence désormais à offrir des outils pour se réparer elle-même. Le cœur sur puce est le point de rencontre entre l'ingénierie et la biologie, où la miniaturisation devient un acte de guérison.
Oui, monsieur : la voie vers des thérapies géniques efficaces contre l’insuffisance cardiaque passe par un fragment de tissu tapant sur une plaque de verre. Aucun espoir, juste un constat : pour comprendre le cœur humain, il nous faut d’abord en construire un capable de s’auto-guérir.
