Battre le coeur créé en laboratoire


Battre le coeur créé en laboratoire

Les scientifiques américains ont fait pour la première fois un cœur battant dans un laboratoire utilisant des tissus cardiaques de rats et de cochons morts pour créer un cadre et l'ensemencer avec des cellules vivantes.

La recherche est le travail des scientifiques de l'Université du Minnesota et est publiée au 13 janvier au début de la question en ligne de Nature Medicine .

Les chercheurs ont utilisé un procédé connu sous le nom de décellularisation d'organes entiers, où essentiellement toutes les cellules d'un cœur sont éliminées, ne laissant que celles qui constituent le cadre physique, la matrice extracellulaire ou «échafaudage» entre les cellules.

Chercheur principal, Dr Doris Taylor, qui est directrice du Centre de réparation cardiovasculaire, professeur de médecine et de physiologie Medtronic Bakken à l'Université du Minnesota, a déclaré:

"L'idée serait de développer des vaisseaux sanguins transplantables ou des organes entiers qui sont fabriqués à partir de vos propres cellules".

Chaque année, plus d'un demi-million d'Américains sont diagnostiqués avec une insuffisance cardiaque, et 5 millions vivent avec la maladie. La pénurie de coeurs des donneurs signifie que 50 000 personnes meurent chaque année aux États-Unis.

L'idée de fournir aux patients transplantés un cœur "bioartificial" ou de remplacer une partie d'un cœur malade par un composant actif cultivé dans le laboratoire a été considérée théoriquement possible pendant un certain temps, et cette étude a permis de transformer la théorie en entraine toi.

Avant cette étude, les scientifiques avaient réussi à générer des tissus cardiaques dans le laboratoire, mais faire un échafaudage en trois dimensions qui imite l'architecture complexe, avait été un peu mystérieux, explique Taylor.

Il y a trois éléments du défi de développer un cœur bio-artificiel: ingénierie de l'architecture de l'organe, fabrication et imitation de la composition cellulaire et activation de l'action de pompage.

Taylor et ses collègues ont "nettoyé" les cellules des cœurs de rats et de porcs morts à l'aide de détergents. Ce processus, appelé décellularisation, a éliminé toute la matrice extracellulaire, sauf la sous-jacente, laissant suffisamment de parties d'échafaudages, telles que les vaisseaux sanguins (architecture vasculaire), les vannes et les chambres cardiaques, pour créer le cadre d'un cœur.

Pour imiter les cellules cardiaques, elles ont ensuite réensé le cadre avec des cellules cardiaques et endothéliales progénitrices à partir de coeurs de rat nouveau-nés et les mettre dans un environnement stérile pour se développer.

Ils ont gardé 8 des "constructions" pendant jusqu'à 28 jours dans un bioréacteur qui a simulé la physiologie cardiaque.

Au bout de quatre jours, les contractions ont commencé, et après 8 jours, en utilisant une charge physiologique et une stimulation électrique, les coeurs pilonnaient environ 2% de la force adulte, soit environ 25% de la force d'un fœtus de 16 semaines.

"Prenez une section de ce" nouveau coeur "et faites-le couper, et les cellules sont de retour là-bas", a déclaré Taylor.

"Les cellules ont beaucoup de marqueurs que nous associons au cœur et semblent savoir se comporter comme un tissu cardiaque", at-elle expliqué.

Co-chercheur de l'étude et ancien associé de recherche au centre de la réparation cardiovasculaire, qui travaille maintenant à l'Hôpital général du Massachusetts, Dr Harald C. Ott, a déclaré:

"Nous avons simplement pris les blocs de construction de la nature pour créer un nouvel organe".

"Lorsque nous avons vu les premières contractions, nous étions sans voix", a-t-il ajouté.

L'équipe de recherche est optimiste quant à leurs résultats, ce qui, selon eux, contribuera à accroître la disponibilité des organes donneurs.

Comme l'a expliqué Taylor, non seulement il y a une pénurie d'organes donneurs, une fois qu'ils reçoivent un nouveau cœur, les patients font face à la vie sur les médicaments pour empêcher leur système immunitaire de rejeter le nouvel organe. Ils présentent également un risque plus élevé d'hypertension artérielle, de diabète et d'insuffisance rénale.

À l'aide de ce nouveau processus de décellularisation, un nouveau cœur pourrait être rempli de cellules du destinataire, réduisant ainsi la probabilité que leur système immunitaire essaye de le rejeter et que son corps puisse le soigner en le nourrissant, en le régénérant et en le régulant Ont déclaré les chercheurs.

Taylor a expliqué que leur étude avait prouvé le concept, fait la première étape pour montrer qu'il était possible de créer un cœur actif en trois dimensions:

"Nous avons utilisé des cellules de cœur immatures dans cette version, comme une preuve de concept. Nous avons imaginé que les cellules cardiaques dans une matrice cardiaque devait fonctionner", a déclaré Taylor.

Leur prochain objectif, at-elle expliqué, consistera à «utiliser les cellules souches d'un patient pour créer un nouveau cœur».

Bien que l'objectif de l'étude était de regarder le cœur, le processus de décellularisation pourrait également englober d'autres organes.

"Cela ouvre la porte à cette idée que vous pouvez créer n'importe quel organe: les reins, le foie, les poumons, le pancréas, vous le nommez et nous espérons pouvoir le faire", a déclaré Taylor.

Un professeur de l'Imperial College de Londres qui travaille à faire des patchs de tissu cardiaque pour remplacer les cœurs humains défaillants, a déclaré BBC News, cette nouvelle recherche était un véritable pas en avant. L'un des défis à relever pour créer un cœur humain est de s'assurer qu'il y a suffisamment d'approvisionnement en oxygène. L'architecture est essentielle, car presque toutes les cellules doivent être près d'un vaisseau sanguin pour obtenir suffisamment d'oxygène, et il semble que dans cette étude elles ont résolu cette partie du problème.

"Matrice de perfusion décellularisée: utilisant la plate-forme de la nature pour créer un coeur bio-artificiel".

Harald C Ott, Thomas S Matthiesen, Saik-Kia Goh, Lauren D Black, Stefan M Kren, Theoden I Netoff et Doris A Taylor.

Nature Medicine , Publié en ligne: 13 janvier 2008.

Doi: 10.1038 / nm1684.

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Sources: article de journal Nature Medicine Communiqué de presse, BBC News.

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Section Des Questions Sur La Médecine: Cardiologie