Les scientifiques inventent les muscles de la bombe aérosol

Pas vers le coeur artificiel: les muscles de la bombe aérosol

Environ un à deux pour cent de la population adulte du monde développé souffre d'insuffisance cardiaque grave (insuffisance cardiaque). Si possible, le cœur d'un donneur est transplanté chez des patients en phase terminale. Souvent, cependant, aucun organe approprié n'est disponible. Un coeur artificiel pourrait être le salut. Cependant, pour recréer l'organe complexe en laboratoire, il faudrait d'abord cultiver un tissu vivant complexe. Les chercheurs se sont maintenant rapprochés de cet objectif: ils ont utilisé un procédé de pulvérisation pour produire des fibres musculaires fonctionnelles..

Une des maladies les plus courantes causant la mort

L'insuffisance cardiaque (insuffisance cardiaque) est l'une des maladies mortelles les plus courantes. À la suite de cette maladie, le cœur n’est plus en mesure de fournir au corps suffisamment de sang et d’oxygène. Au cours des dernières années, de nouvelles approches de traitement de l'insuffisance cardiaque ont été rapportées, susceptibles d'accroître la résilience et la performance. Mais alors que le cœur faiblit et menace d’échouer, une transplantation cardiaque est le seul traitement qui puisse sauver la vie d’un patient gravement malade. Cependant, un organe approprié n'est pas toujours disponible. Un coeur artificiel pourrait être le salut. Des chercheurs suisses de l'Institut fédéral d'essais et de recherche sur les matériaux (Empa) se sont rapprochés de cet objectif.

Toute personne qui s’appuie sur une greffe à cause d’une insuffisance cardiaque doit espérer un organe donneur adéquat. L'idéal serait un coeur artificiel. Les chercheurs se sont rapprochés de cela. Ils ont utilisé un procédé de pulvérisation pour développer les fibres musculaires. (Image: psdesign1 / fotolia.com)

Organe artificiel dans l'insuffisance cardiaque

Ceux qui dépendent d'une greffe à cause d'une insuffisance cardiaque doivent espérer un organe donneur adéquat. Une alternative élégante serait un cœur artificiel, qui ne déclenche aucune réaction de rejet dans le corps après l'implantation..

Le projet "Zurich Heart" de l'association de recherche University Medicine Zurich, dont l'Empa est partenaire, développe actuellement un tel cœur artificiel.

Pour que la pompe du laboratoire soit acceptée par le corps, elle devrait - enveloppée dans un tissu humain et doublée - comme un manteau d’invisibilité.

Cependant, la croissance de tissus fonctionnels multicouches reste un défi majeur dans le domaine émergent de l'ingénierie tissulaire..

Des chercheurs de l'Empa ont réussi à faire croître des cellules dans un cadre plastique tridimensionnel en fibres musculaires.

Les fibres musculaires assurent la stabilité et la flexibilité du cœur qui bat constamment

"Le cœur humain est naturellement composé de plusieurs couches de tissus différents", explique Lukas Weidenbacher du département Empa Membranes biomimétiques et textiles à Saint-Gall dans un communiqué.

Les fibres musculaires de la muqueuse jouent ici un rôle crucial, car elles apportent stabilité et souplesse au cœur qui bat constamment..

La croissance des fibres musculaires multicouches est cependant difficile car les cellules doivent d'abord être placées dans un cadre spatial.

"Bien qu'il soit possible de produire des structures plastiques tridimensionnelles très similaires aux tissus humains, telles que l'électrofilage", a déclaré Weidenbacher..

Ici, les polymères liquides sont filés comme des fils de gossamer sous la forme de tissus naturels. Les solvants nocifs nécessaires à la méthode sont toutefois toxiques pour les cellules sensibles..

Protection visqueuse

Les chercheurs de l'Empa ont donc emballé les précieuses cellules dans des capsules protectrices. Une coquille de gélatine contient une à deux cellules chacune. Cela protège les cellules des solvants.

Une technique de pulvérisation spéciale, l'électropulvérisation, permet d'insérer les capsules dans les pores de l'échafaudage. "La pulvérisation peut très bien survivre aux cellules ainsi protégées", explique le spécialiste des matériaux..

Une fois que les cellules se sont installées sur le site cible, la capsule de gélatine se dissout en quelques minutes..

Avec le microscope électronique à balayage, les images des cellules dans leur nid en plastique montrent qu’une fois les capsules dissoutes, les cellules progénitrices immatures commencent à fusionner et mûrissent en fibres musculaires allongées..

À la fin, il convient de créer une structure aussi semblable que possible au tissu musculaire naturel. "Puisque le cœur artificiel est balayé en permanence par la circulation sanguine, il est important que les surfaces soient conçues de manière à éviter la formation de caillots", a déclaré Weidenbacher..

Invisible au corps

Pour la série d'expériences, les chercheurs ont utilisé des cellules musculaires immatures d'une lignée cellulaire de souris. Les cellules progénitrices se différencient dans l’échafaudage et produisent des protéines que l’on trouve généralement dans les muscles..

Cependant, le cœur artificiel implantable sera à l'avenir équipé de cellules provenant du patient lui-même. Ainsi, un cœur personnel pourrait être créé pour les personnes touchées, ce qui reste "invisible" pour la défense de l'organisme. (Ad)