Bio-impression 3D et greffe de peau : bientôt les premiers essais cliniques

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La bio-impression 3D désigne la reproduction de cellules vivantes. Cette technologie a connu des avancées considérables ces dernières années. Elle ouvre la voie à des applications cliniques révolutionnaires, notamment dans le domaine de la greffe de peau. Explications.

bio-impression 3D

On pensait cette idée réservée aux films de science-fiction. Pourtant, grâce au travail acharné de chercheurs et de start-up, partout dans le monde – et notamment en France – la bio-impression 3D est devenue réalité. Pour rappel, cette technologie s’appuie sur une imprimante 3D semblable aux modèles « traditionnels », capables de recréer des pièces ou des objets solides en trois dimensions et dans différentes matières : céramique, métal, béton, plastique, etc. Ces imprimantes 3D sont utilisées dans les domaines de l’aéronautique ou du bâtiment par exemple.

« Comme l’impression 3D classique, la bio-impression 3D est une technologie « additive », précise Bruno Brisson, cofondateur de la start-up bordelaise Poietis, créée en 2014 et spécialiste du sujet. Autrement dit : on fabrique couche par couche un tissu cellulaire à partir d’une « bio-encre », constituée à la fois de cellules vivantes et de biomatériaux (des matériaux d’origine naturelle ou synthétique, compatibles avec les cellules du corps). »

Les cellules en question peuvent être d’origine animale, végétale ou humaine et aboutir, par exemple, à la création de viande, de plantes ou de peau. « Aujourd’hui, les applications sont diverses. Le secteur de la cosmétologie est par exemple très demandeur de modèles biologiques imprimés (des surfaces de peau ou de muqueuse par exemple) », remarque Christophe Marquette, directeur de recherche au CNRS, fondateur de la plateforme lyonnaise 3D.FAB et cofondateur de la start-up Healshape. L’Europe ayant interdit en 2013 l’expérimentation animale, les sociétés ont trouvé dans la bio-impression 3D une alternative intéressante et efficace pour tester leurs produits.

Des tissus bio-imprimés pour soigner des plaies traumatiques et des petites brûlures

Dans le domaine médical, l’ambition est toute autre : il s’agit non seulement de reproduire des cellules vivantes, mais aussi d’utiliser ces tissus pour faire de la médecine régénérative. Le but : remplacer, à terme, la greffe de peau ou l’autogreffe. Les étapes à franchir avant une « mise sur le marché » sont toutefois nombreuses.

« Le tissu bio-imprimé est considéré comme un médicament, ce qui implique des contraintes réglementaires drastiques », souligne Bruno Brisson. La start-up Poietis est néanmoins sur le point de franchir un palier décisif. Des essais cliniques concernant l’impression et l’implantation de peau humaine devraient en effet démarrer avant la fin de l’année 2022. Grâce à un partenariat avec le laboratoire de culture et thérapie cellulaire de l’AP-HM de Marseille, l’implantation de tissu bio-imprimé pourrait montrer son efficacité.

« Ces essais concerneront une dizaine de patients présentant des plaies traumatiques (suite à un accident de la route par exemple) ou des petites brûlures, indique l’expert. L’idée est de réaliser chez chacun d’entre eux un petit prélèvement de peau (une biopsie) afin de récolter les différents types cellulaires dont on a besoin. On va ensuite utiliser cette matière pour bio-imprimer de la peau et la greffer. »

La bio-impression 3D plus avantageuse que l’autogreffe traditionnelle

Les imprimantes de la start-up Poietis sont aujourd’hui capables de créer des tissus cellulaires d’une surface de 40 cm2 (8 X 5 cm), alors que le prélèvement initial n’excède pas un ou deux centimètres. « Dans une autogreffe classique, on prélève chez le patient la surface de peau dont on a besoin, c’est-à-dire la surface équivalente à la plaie, souligne Bruno Brisson. Donc, on « crée » une autre plaie à un autre endroit du corps pour aller recouvrir la plaie à soigner, ce qui est douloureux et implique des soins supplémentaires. »

En fonction des résultats de l’essai clinique, une autorisation de mise sur le marché devrait être délivrée d’ici trois à quatre années. Avec la perspective, à plus long terme, de greffer par exemple des grands brûlés. En attendant, Bruno Brisson projette un « déploiement » des bio-imprimantes dans différents centres hospitaliers français et européens. « La bio-impression 3D devrait se rapprocher de l’hôpital, comme cela a été le cas des scanners et d’autres outils d’imagerie dont l’utilisation s’est démocratisée au fur et à mesure des années », indique-t-il.

Les applications médicales sont, elles aussi, amenées à se multiplier. Des développements précliniques existent déjà : la fabrication de « patchs » tissulaires (pour la réparation cardiaque) ou la reconstruction d’une cornée (dans le domaine ophtalmologique).

bio-impression 3D
La bio-impression 3D offre de grands espoirs pour soigner, dans quelques années, les grands brûlés. Crédit photo : Poietis – 2022.

Des biomatériaux capables d’intervenir dans la reconstruction mammaire

Toujours dans le domaine de la régénération cellulaire, la start-up lyonnaise Healshape travaille, elle, sur la création d’« implants régénératifs ». Actuellement en phase préclinique, cette technique pourrait être utilisée pour la reconstruction mammaire suite à une mastectomie (ablation du sein) après un cancer.

« Nous ne faisons pas de bio-impression à proprement parler puisqu’on n’imprime pas de cellules vivantes mais seulement des biomatériaux, c’est-à-dire des matériaux d’origine synthétique (des hydrogels) compatibles avec les cellules du corps », explique Christophe Marquette, directeur de recherche au CNRS et cofondateur de la start-up Healshape. Ces biomatériaux « accueillent » des cellules de la patiente qui ont été prélevées dans des parties graisseuses. Cet ensemble est ensuite implanté dans la zone à reconstruire et entre en contact avec les tissus vivants. À partir de là, des cellules croissent et se multiplient en lieu et place du biomatériau. La reconstruction mammaire commence.

À noter que la bio-impression 3D représente aussi un espoir dans la lutte contre le cancer. L’entreprise suédoise Cellink, spécialiste de la bio-impression, s’est associée à une start-up française basée dans le Rhône (CTI Biotech) pour faire avancer la recherche. Leur projet : bio-imprimer des tumeurs cancéreuses pour tester (et faire progresser) différents traitements anticancéreux.

Un long chemin avant de pouvoir réimplanter un organe bio-imprimé

Quant à envisager la greffe d’un organe entièrement bio-imprimé, les étapes restant à franchir sont nombreuses et hautement complexes… Aujourd’hui, la technologie de bio-impression est suffisamment avancée pour que l’on sache bio-imprimer quasiment tous les organes : un cœur, un foie, etc. Mais la grande problématique est de rendre ces tissus fonctionnels, quelle que soit leur taille : faire en sorte que les cellules restent vivantes, interagissent entre elles, se développent et remplissent les fonctions que l’on attend d’elles.

« Cela s’appelle la maturation, indique Christophe Marquette. Il s’agit de transformer un tissu vivant mais passif en un tissu vivant et actif. » Autrement dit : le mettre en condition de travail dans le corps humain. « L’un des obstacles majeurs est la nécessaire vascularisation des tissus, c’est-à-dire le « branchement » sur le système vasculaire, ajoute l’expert. C’est très complexe. Et plus l’organe est gros, plus c’est compliqué. Un jour, on saura réimplanter un organe bio-imprimé, mais la route est encore longue. »

  • Émilie Gilmer
  • Crédit photo : Poietis - 2022

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