Un dogme central de la génétique battu en brèche

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Au cours des immenses progrès en 30 ans de la génétique un dogme apparut et que personne n’avait jusqu’à ce jour remis en cause : l’ADN des mitochondries – ces petites centrales énergétiques de la cellule vivante qui produisent de l’ATP en « brûlant » par exemple du glucose et donc en consommant de l’oxygène puis rejetant du CO2 – provenait, au cours de la reproduction sexuelle, de la mère et exclusivement de celle-ci. Les milliers de copies de cet ADN mitochondrial circulaire de 16569 paires de bases codant pour 37 protéines différentes (chez l’homme) et retrouvées dans chaque cellule sont toutes identiques, on dit homoplasmiques en termes savants, c’est-à-dire provenant uniquement de la mère. Lors de la fécondation d’un ovule qui contient des mitochondries de la mère, les mitochondries géantes du spermatozoïde, selon ce dogme, ne pénètrent pas à l’intérieur de l’ovule ou si par erreur certaines d’entre elles arrivent à pénétrer elles sont alors immédiatement détruites. C’est aussi en s’appuyant sur ce dogme que certains aspects des recherches paléogénétiques ont progressé. En effet l’ADN mitochondrial, en termes de mutations, varie plus rapidement que l’ADN nucléaire, un paramètre qui a permis de dater certaines divergences matrilinéaires entre sous-espèces au cours de l’évolution comme par exemple la divergence entre les chimpanzés et les bononos.

Lorsque divers travaux se focalisèrent sur des maladies génétiques d’origine mitochondriale il apparut que cet ADN mitochondrial n’était pas totalement homoplasmique mais qu’il coexistait une forme d’ADN mitochondrial non muté avec la forme mutée. Par exemple dans le cas de la maladie génétique de Leigh qui conduit à un retard mental sévère, des troubles moteurs profonds et la mort à la suite de convulsions et d’insuffisance respiratoire au bout de quelques années, la gravité de ces symptômes a pu être reliée au pourcentage d’ADN mitochondrial défectueux (mutation m.8993T>G) en regard de l’ADN mitochondrial non muté. L’ADN mitochondrial était donc à l’évidence de nature hétéroplasmique. Cette observation a alors conduit des équipes de biologistes des USA, de Chine et de Taiwan – une improbable collaboration internationale – à se pencher séparément et en utilisant des approches expérimentales différentes sur trois familles n’ayant aucun lien entre elles et dont quelques-uns des membres de ces dernières présentaient à des degrés de gravité divers des maladies génétiques d’origine probablement mitochondriale. Ces travaux avaient été initiés à la suite de la naissance d’un « enfant à trois parents » en 2016 dont l’ovule de la mère, porteuse d’une maladie génétique mitochondriale, avait été énucléé, le noyau implanté dans un ovule sain lui-même énucléé au préalable et ensuite fécondé in vitro par un gamète du père puis introduit dans l’utérus de la mère (lien en fin de billet).

L’article dont est inspiré ce billet et aimablement communiqué par le Docteur Taosheng Huang de l’hôpital pour enfants de Cincinnati qui a coordonné ces travaux fait état de la nature hétéroplasmique de l’ADN mitochondrial comme cela a été montré dans le cas de la famille A dont l’arbre généalogique est présenté ci-dessous où les carrés représentent les hommes et les ronds les femmes.

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Les symboles en noir représentent les 4 membres de la famille (II-1, II-3, II-4 et III-6) montrant une transmission biparentale de l’ADN mitochondrial. Les symboles remplis de diagonales représentent les 6 membres de la famille montrant un degré élevé d’hétéroplasmie de cet ADN mais avec transmission par la mère normale (III-1, III-2, III-5, IV-1, IV-2 et IV-3). Les membres de la famille soulignés ont fait l’objet d’une séquençage complet de leur ADN mitochondrial. Il en est ressorti une carte de l’hétéroplasmie de cet ADN :

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Par rapport à une séquence d’ADN mitochondrial de référence figurent en bleu le long de la séquence les variants hérités du père, en rose et en rouge les variants dérivés de la mère. Dans cette famille l’enfant IV-2 de 4 ans avait été diagnostiqué comme souffrant d’hypotonie et de douleurs musculaires. Son état clinique avait été attribué avant même que son ADN mitochondrial ne fut séquencé à une maladie génétique. Sa soeur jumelle (IV-3) présentait un retard d’élocution sans autres symptomes. Leur soeur plus âgée (IV-1) ne présentait aucun symptôme clinique particulier. Leur mère (III-6) avait été diagnostiquée comme souffrant d’une neuropathie légère et de douleurs musculaires au niveau des jambes, symptôme attribué à une sclérose en plaque sans qu’ait été alors suspecté un désordre mitochondrial. Les résultats des séquençages ont donc confirmé la présence de 9 variants homoplasmiques et de 31 variants hétéroplasmiques, 19 d’entre eux provenant du grand-père (II-4), de la mère (III-6) des trois enfants IV-1, IV-2 et IV-3.

Cette étude ainsi que celles effectuées sur deux autres familles confirme qu’il existe bien une hétéroplasmie de l’ADN mitochondrial de type père/mère à des degrés divers expliquant au moins en partie les différences de gravité des symptômes cliniques. À la vue de ces résultats une question apparaît et dont l’éclaircissement demandera probablement des années d’investigation : quelle est la déficience, cette fois au niveau de l’ovule et au cours de la fécondation, expliquant la présence d’ADN mitochondrial d’origine paternelle ? Il s’agit peut-être d’un défaut dans la capacité d’autophagie (il faut parler ici de mitophagie) des mitochondries d’origine paternelles au cours des toutes premières divisions cellulaires de l’embryon ou alors d’une dérégulation de la duplication de l’ADN mitochondrial paternel échappant à tout contrôle nucléaire lors de ces premières divisions cellulaires. Pour confirmer ce type d’hypothèse la tâche risque d’être particulièrement rude et longue.

Source : http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1810946115 aimablement communiquée par le Docteur Huang qui est vivement remercié ici.

Et « enfant à trois parents » : https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2017.01.013

Note. Selon le dictionnaire Larousse le dogmatisme est – je cite –  » une attitude philosophique ou religieuse qui, se fondant sur un dogme, rejette catégoriquement le doute et la critique « . Il n’existe par de dogmes dans les disciplines scientifiques, quelles qu’elles soient, car la science évolue sans cesse et les remises en question font partie de l’attitude normale d’un scientifique.

Un effet négligé de la malaria

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Quand les « globules rouges » – les hématies – sont infectées par le Plasmodium, agent pathogène parasite provoquant les crises de paludisme, certaines d’entre elles se trouvant dans la moëlle osseuse, siège de la production de ces cellules sanguines, libèrent des protéines du parasite. Une équipe de biologistes de l’Université d’Osaka s’est donc intéressée aux effets potentiels de la malaria sur l’intégrité des os dits longs, ceux qui produisent les cellules sanguines des lignées rouge et blanche. Et ils n’ont pas été déçus. J’avais contacté le Professeur Shizuo Akira, directeur de cette équipe, pour me proposer comme sujet d’étude de l’intégrité de mes os. Je souffre en effet depuis maintenant 20 ans de crises épisodiques de malaria. Mais ne disposant pas de crédits suffisants pour prendre en charge mes frais de déplacement en Shinkansen depuis Tokyo et mon hébergement sur place à Osaka il n’avait pas donné suite à ma proposition.

La libération de protéines spécifiques du Plasmodium dans la moëlle osseuse altère la structure de l’os à la suite d’une réponse immunitaire complexe impliquant divers mécanismes décrits dans le résumé en image ci-dessus. Le mécanisme complexe est induit par une protéine appellée RANK (acronyme de receptor activator of nuclear factor kB) présente à la surface des ostéoblastes constamment produits dans l’intérieur de l’os qui se transforment ensuite en ostéoclastes, constituant finaux de l’architecture interne poreuse de l’os permettant à la moëlle de séjourner tout en étant protégée dans les os longs. Or la cascade immunitaire provoquée par diverses molécules du Plasmodium perturbe ce mécanisme délicat et dès lors affaiblit cette architecture osseuse. La première étape de la réponse immunitaire est une activation de la réponse primaire provoquée par la présence de protéines étrangères. Le facteur initial de cette réponse immunitaire est appellé MyD88 (voir le résumé imagé ci-dessus).

Le résultat observé sur l’évolution de la structure des os d’un modèle de souris pour l’étude en laboratoire de la malaria est parlant. Les os longs brunissent et deviennent plus fragiles et de tels effets peuvent souvent être observés chez les enfants souffrant de malaria et dont la croissance osseuse est alors perturbée. Que mes lecteurs se rassurent à mon sujet, mes os semblent être en parfait état mais la gingivite dont je souffre épisodiquement peut également être provoquée, selon cette étude, par la présence de Plasmodium.

Source et illustration : Science Immunology, 2, eaam8093 (2 June 2017)

Alerte à la radioactivité ? Pas de quoi fouetter un chat …

Au début de cette année une information a fait la une des journaux : de l’iode radioactif a été détecté au dessus de l’Europe et a cette fois franchi les Ardennes, je veux dire la frontière française. Il y a quelques jours, bien pire ! L’IRSN, l’institut français en charge de la protection contre les radiations a signalé la présence dans l’atmosphère français de ruthenium-106 et dans la foulée d’autres pays européens ont signalé la même anomalie. Il faut en effet relativiser le « danger » que représente la présence de ce radioisotope à des doses infinitésimales : des millibecquerels par m3 … Il faut filtrer au moins 1000 m3 d’air pour avoir la chance de détecter une désintégration par seconde – c’est la définition du Bq – de cet isotope artificiel du ruthénium qui émet un rayonnement beta et ça ne va pas vraiment être dangereux pour la santé du malheureux promeneur s’époumonant en courant dans la forêt de Fontainebleau durant deux heures. La pseudo-alerte a été lançée le 5 octobre courant par l’IRSN, et il n’y a pas de quoi fouetter un chat, bien que la provenance de ce radioisotope soit toujours inconnue.

Puisqu’il s’agit ici de radioactivité artificielle il est intéressant de passer en revue par ordre alphabétique tous les autres radioisotopes utilisés en médecine en dehors de ceux qui sont couramment et quotidiennement employés par les biologistes et les chimistes dans les laboratoires de recherche. La « médecine nucléaire » est l’un des plus gros pollueurs en termes de radioactivité car il est le plus souvent impossible de contrôler les effluents provenant des malades ayant été soumis à un diagnostic contrairement aux centrales nucléaires pourtant cibles quotidiennes des écologistes dont le ministre français de l’énergie renouvelable et gratuite.

Par ordre alphabétique donc, l’un des radioisotopes les plus utilisés en diagnostic et recherche médicale est le fluor-18. Cet élément provient du bombardement par des noyaux d’hydrogène de haute énergie d’une cible contenant de l’oxygène-18, l’isotope lourd de l’oxygène, donc en l’occurence de l’eau. Le fluor-18 est alors séparé et utilisé pour synthétiser rapidement du fluorodésoxyglucose où un atome de fluor-18 remplace un groupement -OH du sucre. Le fluor en se désintégrant émet des positrons détectables par tomographie (PET-scan) pour localiser des tumeurs et leurs métastases et en recherche médicale pour étudier le métabolisme du cerveau en particulier. Cette approche nécessite des équipements coûteux et les hôpitaux ne sont pas tous équipés pour procéder à des PET-scan, loin de là. En 24 heures toute trace de radioactivité a disparu …

Avant de mettre au point le fluorodésoxyglucose les radiologues utilisaient du gallium-67, un métal qui a tendance à s’accumuler préférentiellement dans les cellules cancéreuses et celles impliquées dans des processus inflammatoires car l’organisme croit que le gallium est du fer. Dans certains diagnostics le gallium est remplacé par l’indium-111 qui cible les cellules sanguines de la lignée blanche pour tenter de localiser les foyers d’infection et de fièvre inexpliqués et indétectables par d’autres méthodes. Les doses utilisées pour réaliser une gamma-graphie sont confortables puisqu’elles atteignent en routine 150 millions de désintégrations par seconde (ou becquerels), rien à voir donc avec le ruthénium qui a été détecté au dessus de nos têtes le 5 octobre 2017. Pour les curieux le gallium-67 est produit par bombardement de l’isotope 68 du zinc dans un cyclotron. En 78 heures la moitié du gallium-67 a disparu.

Toujours par ordre alphabétique et après l’indium on arrive à l’iode radioactif dont deux isotopes sont très utilisés en médecine nucléaire pour les radio-diagnostics de la thyroïde, le seul tissu utilisant de l’iode dans l’organisme (illustration : scintigraphie de la thyroïde). Deux isotopes de l’iode sont utilisés, l’iode-123 et dans une bien moindre mesure l’iode-131 et les doses injectées sont tout aussi alarmantes pour une personne apeurée par la radioactivité que pour le gallium puisqu’il s’agit de « seulement » 25 millions de becquerels. L’iode-131, celui de la centrale nucléaire de Fukushima, est de plus en plus rarement utilisé car il émet un rayonnement beta énergétique qui endommage les tissus. Quant à l’iode-125 largement utilisé en laboratoire de recherche et d’analyse (radio-immuno-essais) sa durée de demi-vie est trop longue (59 jours) pour un usage médical et l’iode-123 lui est préféré en radio-diagnostic car sa demi-vie est de seulement 13 heures.

On arrive alors au lutetium-177 qui est utilisé pour le traitement de certaines tumeurs du pancréas encore au stade de la recherche. Une injection de 7,5 millions de becquerels par traitement permet tout de même au patient de retourner chez lui car il n’émet plus autour de lui « que » 25 microsieverts par heure bien que la demi-vie de ce radioisotope soit de près de 7 jours. Pour l’anecdote le rhenium-188 a été utilisé dans certains diagnostics mais a été abandonné en raison du caractère toxique de l’osmium apparaissant après émission de rayonnement beta. Le rhenium a été originellement utilisé en médecine nucléaire car l’isotope radioactif (62 % du rhenium naturel) avec une demi-vie de 41 milliards d’années est plus abondant que l’isotope stable dans la croute terrestre et il n’était pas nécessaire de le produire artificiellement.

Vient ensuite le thallium-201 qui est encore exceptionnellement utilisé lors des tests d’effort pour détecter les pathologies des valvules cardiaques et surtout pour visualiser les zones du coeur ayant subi une ischémie après un infarctus. On lui préfère aujourd’hui l’usage du technétium-99 qui est largement utilisé en radio-diagnostic. Les curieux peuvent aller voir l’article de Wikipedia au sujet des multiples usages de cet isotope en imagerie médicale (http://en.wikipedia.org/wiki/Technetium-99m#Medical_uses ).

Enfin on arrive à l’yttrium-90 qui est présent à l’état de traces dans les produits de fission de l’uranium des centrales nucléaires dans les fractions contenant du strontium-90. L’yttrium-90 est utilisé pour traiter certaines formes de cancers du foie et du colon par destruction des cellules cancéreuses à l’aide du rayonnement de ce radioisotope (rayons beta – énergétiques) administré sous forme de micro-sphères qui sont absorbées par le tissu tumoral. Il s’agit de radio-thérapie au sens propre du terme comme pour les rayons X ou le cobalt radioactif (rayons gamma).

Il est donc tout à fait inutile de s’alarmer quand un « nuage radioactif » vient survoler l’Hexagone en se moquant des frontières compte tenu des énormes doses de radioactivité manipulées en médecine nucléaire mais aussi dans les laboratoires de recherche …

Sources : IRSN et World Nuclear News, illustration Wikipedia

L’asthme : une histoire d’enzyme et de génétique ?

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Les acariens qui pullulent sur les planchers et dans la literie, se nourrissant des débris de notre épiderme en continuel renouvellement sont les principaux facteurs d’apparition de l’asthme. C’est un fait reconnu. Le revêtement extérieur de ces acariens est constitué de chitine, un polymère de sucres rigide tel qu’on peut en trouver aussi dans les élytres de nombreux insectes. Cette chitine provenant d’acariens morts est également dégradée en partie par des bactéries et des champignons microscopiques et en quelque sorte réduite en fine poussière qui atteint les poumons quand on respire. Ces résidus provoquent une réaction allergique, une inflammation, au niveau des poumons. Or le génome de l’être humain possède un gène ancestral codant pour un enzyme spécialisé dans la dégradation ultime de ces résidus de chitine.

Pour mettre en évidence le rôle de cet enzyme dans la protection contre l’asthme une équipe de biologistes de l’Université de Californie à San Francisco dirigée par le Professeur Richard Locksley a manipulé génétiquement des souris afin qu’elles ne puissent plus exprimer cet enzyme particulier homologue de l’enzyme humain. Il s’est avéré qu’en l’absence de ce cette activité les souris devenaient sérieusement asthmatiques et leur espérance de vie était notablement diminuée. Cet enzyme (AMCase, acronyme de « acidic mammalian chitinase ») est sécrété continuellement par les cellules épithéliales du poumon et en son absence les résidus de chitine s’accumulent au niveau des voies respiratoires entrainant une fibrose de l’épithélium et un stress cellulaire provoquant la réaction asthmatique.

Selon cette étude (article en accès libre) l’asthme serait donc provoqué par un dysfonctionnement de l’expression de la chitinase au niveau pulmonaire, une explication qui va à l’encontre des autres approches de l’étude de l’asthme car au final certains individus seraient donc génétiquement prédisposés à l’asthme. Quelles que soient les précautions de propreté que l’on puisse prendre dans une maison, il y aura toujours des acariens et d’autres animalcules constitués de chitine qui provoqueront une réaction asthmatique et seules les personnes incapables de se protéger elles-mêmes de manière efficace contre ces résidus de chitine souffriront de cette réaction parfois handicapante.

Source et illustration : Cell, doi : 10.1016/j.cell.2017.03.044

Les chimères homme-cochon ont-elles une âme ?

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Que mes lecteurs ne se méprennent pas, je ne vais pas disserter dans ce billet du vieil adage dont j’ignore l’auteur « dans tout homme il y a un cochon qui s’ignore » ou « qu’il ignore » je ne sais plus. Pascal disait aussi que « qui veut faire l’ange fait la bête » … Ce sont des travaux réalisés au Salk Institute à La Jolla en Californie du sud dans le laboratoire du Docteur Juan Carlos Izpisua Belmonte qui m’ont décidé à faire un commentaire sur ce blog. Il faut d’abord rappeler ce qu’est une « chimère » en biologie, une approche qui a toujours fasciné les biologistes. Il fut un temps où les armées des pays appartenant au bloc soviétique firent des essais de fécondation de femmes par du sperme de chimpanzé, et réciproquement, pour tenter de produire des sous-hommes qui seraient envoyés sans trop d’état d’âme sur les champs de bataille. C’est entièrement vrai ! J’ai eu sous les yeux des documents qui attestaient que ce genre de recherche avait bien eu lieu dans des instituts ultra-secrêts des armées de Tchécoslovaquie et de Hongrie. Il y avait effectivement un début de grossesse qui se terminait invariablement par un avortement spontané quelques semaines plus tard, ouf !

Ce qu’a réalisé Izpisua Belmonte est une toute autre approche : il a introduit des cellules souches d’origine humaine dans un oeuf fécondé de cochon dans le but de faire produire ensuite par l’animal un foie ou un rein par exemple, présentant toutes les caractéristiques d’un organe humain. L’oeuf a été alors introduit dans l’utérus d’une truie et au bout de 28 jours la grossesse a été volontairement interrompue afin d’analyser les caractéristiques de l’embryon. Il s’est avéré que chaque organe de l’embryon possédait une cellule d’origine humaine sur environ 10000 mais qu’il fallait également que les cellules humaines soient introduites « au bon moment » dans l’oeuf car une grossesse chez le cochon dure 112 jours soit un peu plus de trois mois et demi alors qu’elle dure 9 mois chez l’homme, différence de durée qui induit des différences incontournables de maturation des organes.

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Bien que Izpisua Belmonte ait affirmé qu’il n’avait pas trouvé de cellules d’origine humaine dans le cerveau des embryons de cochon cela n’a pas suffi pour éviter une levée de bouclier des spécialistes de l’éthique dont l’angoisse, justifiée ou non, serait qu’un cochon devienne « intelligent » au sens humain du terme. D’autres polémistes ont mis en avant « le droit des animaux », toute manipulation génétique des embryons étant contre nature et donc à prohiber. De là à reconnaître que ces chimères homme-cochon ont une âme il n’y a qu’un pas qui peut être vite franchi. Cette controverse me semble relever de l’obscurantisme qui prévalait au XVIIe siècle (cf. la controverse de Valladolid) à savoir si les « sauvages » d’Amérique avaient oui ou non une âme. Quand les biologistes pourront orienter un embryon de cochon à produire spécifiquement un organe présentant toutes les caractéristiques telles qu’il puisse être greffé à un malade, et ce n’est qu’une question de mois ou d’années, en jouant par exemple sur la différenciation des cellules souches humaines introduites dans l’oeuf « porteur » du cochon, l’animal sera détruit après avoir rempli son rôle et comme dans n’importe quel abattoir on ne lui demandera pas son avis ni ses états d’âme.

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Sources : Cell, doi : 10.1016/j.cell.2016.12.036 , Bioedge. Illustration : Cell et la chimère d’Apulée, un lion avec une tête de chèvre (Musée du Louvre)

Et si la flore bactérienne intestinale était liée à la maladie de Parkinson ?

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C’est une étude parue dans le journal Cell (voir le doi en accès libre) qui le prouverait : le « microbiome » intestinal jouerait un rôle dans l’apparition de la maladie de Parkinson. Certes l’étude a été réalisée avec des souris humanisées qui présentent en vieillissant tous les symptômes de cette maladie mais elle fait un peu froid dans le dos. Nous n’avons en effet aucun moyen de maîtriser la qualité de cette flore microbienne et serions donc à la merci de l’apparition de la maladie de Parkinson (PD) pour cette raison.

Les souris dites humanisées utilisées comme modèle d’étude de la maladie sont capables de sur-exprimer l’alpha-synucléine qui en s’agrégeant au niveau des neurones conduit à la maladie. L’observation a été relativement simple. Si on traite ces souris humanisées avec des antibiotiques pour « nettoyer » leur flore intestinale et qu’elles sont maintenues dans un environnement stérile, l’apparition de la maladie est retardée. Par contre si on inocule à ces même souris une flore intestinale provenant de personnes souffrant de la maladie de Parkinson le processus est accéléré. Certes il s’agit d’un modèle animal qui ne peut pas être transposé à l’homme mais il indique que certains métabolites produits par la flore intestinale entrainent une inflammation des cellules gliales dans le cerveau. Il s’agit d’acides gras à courte chaine (short chain fatty acid) comme l’acide butyrique qui traversent la barrière cérébrale mais le mécanisme intime conduisant à l’apparition d’alpha-synucléine n’est pas encore connu. L’hypothèse d’un déficit des processus de détoxification au niveau des cellules gliales peut être évoqué et comme cette activité cellulaire est directement liée au dynamisme du métabolisme énergétique de ces cellules, force est de constater que l’on est encore loin d’avoir totalement clarifié les causes primaires de l’apparition de la maladie de Parkinson.

Source et illustration : Cell, doi : 10.1016/j.cell.2016.11.018

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