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La transplantation pulmonaire, le seul traitement qui sauve la vie d’une population croissante de patients atteints d’une maladie pulmonaire au stade terminal, est sévèrement limitée par le nombre d’organes de donneurs disponibles. Actuellement, jusqu’à 80% des poumons de donneurs sont rejetés pour des blessures graves mais potentiellement réversibles. Depuis le début de la transplantation dans les années 1960, des cliniciens et des scientifiques ont tenté de remédier à cette grave pénurie d’organes de donneurs.

Régénérer des poumons très endommagés

À présent, une équipe multidisciplinaire de la Columbia Engineering et de l’Université Vanderbilt a pour la première fois, démontré dans un modèle pertinent sur le plan clinique que des poumons gravement endommagés peuvent être régénérés conformément aux critères d’une transplantation. Dans une étude publiée dans Nature Communications, les chercheurs ont décrit une plate-forme de circulation croisée qui maintenait la viabilité et la fonction du poumon du donneur et la stabilité du receveur pendant 36 à 56 heures.
Comme l’explique Brandon Guenthart, auteur principal de l’étude, «pour soutenir la récupération pulmonaire et démontrer la régénération cellulaire, nous devions adopter une approche radicalement différente et mettre au point des diagnostics moins invasifs». Les méthodologies actuelles de soutien pulmonaire se limitent à 6 à 8 heures, un temps trop court pour des interventions thérapeutiques susceptibles de régénérer le poumon blessé et maintenir leurs fonctions.
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L’équipe, dirigée par Gordana Vunjak-Novakovic, professeure d’université et professeure du génie biomédical et des sciences médicales de la Fondation Mikati à la Columbia Engineering, et Matthew Bacchetta, professeur de chirurgie H. William Scott de l’université Vanderbilt et professeur auxiliaire du département de la Columbia du génie biomédical, a également développé de nouveaux outils de diagnostic pour l’évaluation non invasive du poumon lors de la régénération.
Ils s’attendent à ce que leurs progrès entraînent une augmentation du nombre de poumons recherchant une transplanter, grâce à la récupération des poumons gravement endommagés, qui ne sont actuellement pas adaptés à un usage clinique.

Une équipe interdisciplinaire

«Nous avons eu la chance de constituer une équipe interdisciplinaire extrêmement talentueuse composée de bioingénieurs, de chirurgiens, de pneumologues et de pathologistes, qui ont mis au point un système de soutien physiologique durable pour les poumons d’un donneur situé hors du corps, ainsi que de nouvelles technologies permettant d’obtenir et de surveiller la récupération pulmonaire, explique Bacchetta.
Une étude antérieure de l’équipe avait démontré une plateforme de circulation croisée qui maintenait la viabilité et les fonctions des poumons d’un donneur pendant 36 heures. Les chercheurs ont pu utiliser leur système de support avancé pour récupérer pleinement les fonctionnalités des poumons blessés par une ischémie (apport sanguin restreint) et les rendre aptes à une transplantation.
Pour cette nouvelle étude, l’équipe a décidé de tester l’efficacité de sa technologie, associée à des thérapies conventionnelles et à de nouveaux diagnostics sur les poumons atteints de lésions les plus fréquentes conduisant au rejet du poumon du donneur: l’aspiration gastrique. Cette lésion est causée par l’entrée de matériel gastrique dans les voies respiratoires, entraînant de graves lésions de l’épithélium pulmonaire et rendant ainsi les poumons incompatibles pour une transplantation.

Maintenir en vie des poumons pendant plusieurs jours

Actuellement, les poumons de donneurs gravement endommagés ne peuvent pas être récupérés à l’aide de dispositifs ou de méthodes existants. Cette nouvelle étude suggère que les poumons lésés par aspiration gastrique peuvent être maintenus à l’extérieur du corps pendant plusieurs jours, se prêtent à des interventions thérapeutiques répétées et présentent des signes de régénération cellulaire et d’amélioration au niveau de leurs fonctions. Les poumons régénérés sur cette plate-forme répondent à tous les critères d’une éventuelle transplantation.

«Depuis sept ans, nous travaillons avec diligence au développement de nouvelles technologies pour le maintien et la récupération des organes de donneurs. Cet article représente le point culminant des études fondamentales et translationnelles de la bioingénierie pulmonaire qui ont convergé vers un système capable de récupérer des poumons gravement endommagés.

Offrir plus de poumons via la la circulation croisée

Nous disposons maintenant de l’équipe et de la technologie pour apporter cela aux patients, en rendant plus de poumons de donneurs disponibles pour une greffe.», a déclaré Vunjak-Novakovic.
L’équipe prévoit de mener d’autres études pour évaluer la capacité fonctionnelle des poumons après la transplantation et l’innocuité de cette méthode, en utilisant un plus grand modèle animal présentant une immunosuppression et un intérêt clinique.
«Nous pensons que la circulation croisée interventionnelle pourrait être utilisée pour étudier la régénération d’autres organes endommagés, tels que les cœurs, les reins et le foie, élargissant ainsi le bassin de donneurs en sauvant des organes gravement endommagés et en offrant davantage de greffes d’organes», ajoute Bacchetta.
Source: Columbia University
Crédit photo : Pixabay / Pixabay

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