De la peau imprimée en 3D en moins de 30 minutes

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J’étais encore lycéen quand durant une partie de l’été je trouvai un emploi comme aide-infirmier dans le service de brûlés d’un grand hôpital lyonnais. J’en garde un souvenir très vivace et chaque fois qu’il m’arrive de lire un article à propos des brûlures, souvent mortelles comme je pus le constater lors de ce difficile et éprouvant travail, ma curiosité s’aiguise et c’est l’objet de ce présent billet.

L’utilisation de l’impression 3D en médecine a fait ses premiers pas avec celle d’un pavillon d’oreille puis d’une partie d’un sternum. C’est maintenant au tour de la peau d’entrer dans le registre de cette technologie puissante dont les principes de base sont également appliqués pour construire des maisons en béton en quelques heures. La peau n’est pas un organe simple contrairement à ce que l’on pourrait penser car sa structure est critiquement organisée pour d’un côté être en contact avec l’extérieur et de l’autre côté avec l’organisme d’où proviennent l’oxygène et les nutriments véhiculés par le sang. La peau est ainsi constituée de trois couches distinctes, l’épiderme dont le rôle est une protection relativement efficace contre les agressions extérieures, le derme, vascularisé et innervé et enfin l’hypoderme directement en contact avec le reste du corps. Les brûlures détruisent cette structure complexe et il s’en suit souvent des infections difficiles à contrôler qui entravent la régénération de la peau. L’Organisation Mondiale de la Santé estime que chaque année 11 millions de personnes sont hospitalisées à la suite de brûlures et plus de 250000 en meurent quand le pourcentage de peau endommagée dépasse 60 % de la surface totale du corps.

Les auto-greffes, c’est-à-dire le prélèvement de peau saine du brûlé pour l’appliquer sur les parties meurtries, sont parfois insuffisantes ou peuvent par ce geste médical mettre en danger la vie du patient. La greffe de peau de donneur constitue un pansement temporaire car il y a toujours un rejet à terme et le temps passé est le plus souvent compté durant un combat contre la mort. Une autre approche est l’utilisation de fibrinogène, un constituant du sang facilement accessible qui va se transformer ensuite en un film de fibrine, également comme pansement temporaire mais la reconstruction de la peau n’est pas un processus rapide. Compte tenu de la très bonne tolérance de l’organisme au fibrinogène l’équipe du département de bioengineering de l’UC3M, Université Carlos III de Madrid, a appliqué cette propriété du fibrinogène pour reconstituer le derme et l’épiderme à l’aide, donc, d’une couche de fibrinogène diluée dans du plasma dans laquelle a été dispersée une couche de fibroblastes puis une couche de kératinocytes préalablement cultivés in vitro à partir d’une biopsie de peau humaine.

Des souris génétiquement « humanisées » afin qu’elles ne rejettent pas cette peau artificiellement reconstituée à partir de cellules humaines ont été utilisées comme modèles pour valider la technique de bio-impression 3D. Le facteur temporel limitant au cours de ce processus de production à grande échelle de peau est celui de la gélification du fibrinogène en fibrine initiée par du chlorure de calcium. En trente minutes il est possible de produire un film mimant la peau d’une surface de 100 cm2. Après quelques heures d’incubation le film peut être greffé sur le dos d’une souris « humanisée » dont une partie de la peau a été prélevée et deux semaines plus tard la peau s’est reconstituée. Cette technique présente cependant une limitation : il faut préalablement cultiver des fibroblastes, une technologie maitrisée depuis longtemps, mais aussi cultiver des kératinocytes, une technique délicate également améliorée dans le laboratoire du Docteur Jose L. Jorcano de l’UC3M. Il faut espérer que, maintenant validée, cette approche permettra de sauver des vies car la vascularisation au niveau de la couche de fibrine de cette peau imprimée est très rapide.

Source : Biofabrication, doi : 10.1088/1758-5090/9/1/015006 aimablement communiqué par le Docteur Diego Velasco Bayon, Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) qui est vivement remercié ici.

Voir aussi la vidéo : https://youtu.be/NNOoHC_v5Tw

3 réflexions au sujet de « De la peau imprimée en 3D en moins de 30 minutes »

  1. En soi, c’est un progrès géant, une application pour une fois intelligente des technologies avancées.
    Le seul point noir restant est le délai de culture des cellules du patient : deux semaines, ça reste encore un peu long pour un grand brûlé.
    L’idéal serait qu’un jour on sache modifier et cultiver des kératinocytes « universels », peu ou pas antigéniques, acceptés sans rejet par tous les sujets, et stockables à l’avance. Mais peut-être est-ce une utopie ?

    • C’est exactement l’orientation du laboratoire du Docteur Jornaco : des fibroblastes et des kératinocytes pouvant « être donnés » à quiconque, comme les donneurs de sang du groupe O – . Ces travaux pourraient aboutir très rapidement …

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