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Une équipe de chercheurs de l’Université de l’Alberta a découvert un moyen d’utiliser la technologie de bio-impression en 3D pour créer du cartilage de forme personnalisée à utiliser dans les procédures chirurgicales. Ces travaux visent à permettre aux chirurgiens de restaurer plus facilement et en toute sécurité les traits des patients atteints de cancer de la peau et présentant des défauts de cartilage nasal après une intervention chirurgicale.

Bio-imprimer du cartilage

Les chercheurs ont utilisé un hydrogel spécialement conçu – un matériau similaire à la gelée – qui a pu être mélangé à des cellules prélevées sur un patient, puis imprimé dans une forme spécifique saisie par l’imagerie 3D. En quelques semaines, ce matériau est cultivé en laboratoire pour devenir un cartilage fonctionnel.

« Il faut toute une vie pour fabriquer du cartilage chez un individu, alors que cette méthode prend environ quatre semaines. Il faut donc s’attendre à ce qu’il y ait un certain degré de maturité, surtout lorsqu’il est implanté dans le corps. Mais sur le plan fonctionnel, il est capable de faire les mêmes choses que le cartilage », a déclaré Adetola Adesida, professeur de chirurgie à la faculté de médecine.

« Il doit avoir certaines propriétés mécaniques et être résistant. Ce produit répond à ces exigences avec un matériau qui (au départ) est composé de 92 % d’eau », a ajouté Yaman Boluk, professeur à la faculté d’ingénierie. Adesida, Boluk et l’étudiant diplômé Xiaoyi Lan ont dirigé le projet de création du cartilage imprimé en 3D dans l’espoir d’apporter une meilleure solution à un problème clinique auquel sont confrontés de nombreux patients atteints de cancer de la peau.

Des lésions du nez après un cancer de la peau

Chaque année, plus de trois millions de personnes en Amérique du Nord reçoivent un diagnostic de cancer de la peau sans mélanome. Parmi elles, 40 % présentent des lésions sur le nez, dont beaucoup nécessitent une intervention chirurgicale pour les enlever. Dans le cadre de l’intervention, de nombreux patients peuvent subir une ablation du cartilage, ce qui entraîne une défiguration du visage.

« Lorsque les chirurgiens restructurent le nez, celui-ci est droit. Mais lorsqu’il s’adapte à son nouvel environnement, il passe par une période de remodelage où il se déforme, presque comme la courbure de la côte », a déclaré Adesida. « Visuellement, sur le visage, c’est un problème. « L’autre problème est que vous ouvrez le compartiment des côtes, qui protège les poumons, juste pour restructurer le nez. C’est un endroit anatomique très vital. Le patient pourrait avoir un poumon affaissé et a un risque beaucoup plus élevé de mourir », a-t-il ajouté.

Les chercheurs affirment que leurs travaux sont un exemple de médecine de précision et de médecine régénérative. Ce cartilage cultivé en laboratoire et imprimé spécifiquement pour le patient, peut éliminer le risque d’affaissement des poumons, d’infection pulmonaire et de cicatrices à l’emplacement des côtes du patient.

La biopsie du nez se fait en 30 minutes

« C’est dans l’intérêt du patient. Il peut se rendre sur la table d’opération, se faire prélever une petite biopsie du nez en 30 minutes environ, et à partir de là, nous pouvons construire différentes formes de cartilage spécifiquement pour lui », a déclaré Adesida. « Nous pouvons même mettre ses cellules en banque et les utiliser plus tard pour construire tout ce qui est nécessaire à l’opération. Voilà ce que cette technologie permet de faire. »

L’équipe poursuit ses recherches et teste maintenant si le cartilage cultivé en laboratoire conserve ses propriétés après la transplantation dans des modèles animaux. L’équipe espère pouvoir passer à un essai clinique d’ici deux à trois ans.

Cette recherche a été publiée dans The FASEB Journal.

Source : University of Alberta Faculty of Medicine & Dentistry
Crédit photo : Pexels