Un mini pancréas bio-imprimé pour lutter contre le diabète

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© 2021 EPFL/A.Herzog

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Développée par Readily3D, start-up issue de l’EPFL, une technologie permet d’imprimer des tissus biologiques en 30 secondes. Elle participe à un important projet européen dont le but est de créer un modèle vivant du pancréas pour tester des médicaments.

Sur l’écran apparaît une forme transparente. C’est la reproduction miniaturisée d’un pancréas. Il est fabriqué par bio-impression à partir de cellules souches humaines et doté d’un réseau de petits vaisseaux ad hoc, tout cela en seulement trente secondes. La prouesse est due à une technologie mise au point notamment au Laboratoire de dispositifs photoniques appliqués (LAPD) de l’EPFL et développée par la start-up Readily3D. Elle a récemment été sélectionnée dans le cadre du projet européen Enlight*. Son but est de créer une version fiable et vivante de cet organe pour pouvoir tester des traitements contre le diabète.

Situé à l’arrière de l’estomac, le pancréas est un organe vital qui remplit plusieurs fonctions. Il produit notamment des enzymes et des bicarbonates essentiels à la digestion. Assurant également une fonction glandulaire, il sécrète des hormones, dont l’insuline nécessaire à la régulation du taux de sucre dans le sang. Il entre en jeu lors de la présence de diabète, qui peut s’attaquer aux cellules pancréatiques à l’origine de la fabrication d’insuline et ainsi l’empêcher.

Le diabète est une maladie qui touche actuellement plus de 450 millions d’adultes dans le monde, dont 60 en Europe. En Suisse, 4,4 % de la population déclarait en 2017 avoir été diagnostiqués. Et les chiffres sont partout en constante augmentation. Or, cette maladie est la première cause d’amputations hors accident, multiplie par huit le risque d’infarctus du myocarde ou d’accident vasculaire cérébral et par neuf celui de dialyse pour insuffisance rénale terminale. Enfin, le diabète est la première cause de cécité chez l’adulte**. Les enjeux autour de son diagnostic et de ses traitements sont donc élevés.

Un premier pas

La technologie de bio-impression développée à l’EPFL utilise un gel biologique contenant les cellules souches du malade. La matière est traversée par un laser, qui la solidifie par polymérisation. L’intensité et la direction des faisceaux sont calculées de telle sorte qu’ils atteignent seulement certaines parties du gel, juste là et où cela est nécessaire pour l’obtention de la pièce désirée. «L’un des principaux atouts de la technique est ainsi la possibilité de fabriquer une pièce d’un seul bloc, ce qui est particulièrement intéressant dans le cas de l’impression de tissus mous tels que des organes», explique Paul Delrot, CTO de Readily3D.

L’utilisation de tissus bio-imprimés présente plusieurs avantages. De tels modèles «personnalisés», fabriqués à partir de cellules provenant directement de la personne diabétique, pourrait éliminer la nécessité de faire des tests sur les animaux. «De plus, les patients n’auraient plus à expérimenter toute une panoplie de médicaments aux effets secondaires parfois pénibles avant de trouver enfin celui qui fonctionne», ajoute Damien Loterie, directeur de Readily3D.

«Réaliser un tissu en trois dimensions de l’ordre du cm3 représentant fidèlement les fonctionnalités du pancréas vivant est un défi énorme que nous espérons réaliser avec cette nouvelle technique de bio-impression», extrapole Christophe Moser, qui dirige le LAPD. Celle-ci pourrait ensuite également être utilisée pour créer tout autre type de tissus, pour traiter d’autres maladies comme le cancer, voire à plus long terme encore en vue de transplantations.

*Le projet Enlight a reçu une contribution de 3,6 millions d’euros du Fonds européen d’innovation Horizon 2020. L’objectif est de réaliser le premier modèle de tissu fonctionnel d’ici trois ans. Dirigé par l’UMC Utrecht, le consortium multidisciplinaire se compose de l’EPFL, de l’ETH Zürich (Suisse), de l’Université de Naples Federico II (Italie), des sociétés AstraZeneca (Suède), Rousselot (Belgique), Readily3D (Suisse) et de la Fondazione Giannino Bassetti (Italie).

**Source : Atlas 2019 de l’International Diabetes Federation + Centre européen d’étude du diabète CEED.