Santé

Des artères biosynthétiques à partir de cadavres

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Quoi de plus simple pour un chirurgien que de chercher au frigo une artère de remplacement pour un patient qui attend un pontage ? Ce sera peut-être la réalité de demain, grâce à une nouvelle technique de fabrication de vaisseaux sanguins biosynthétiques.

L'artère biosynthétique a été réalisée à partir de cellules musculaires. © Image courtesy of Science/AAAS

Derrière les cancers, les maladies cardiovasculaires sont toujours l'une des principales causes de décès dans les pays occidentaux, notamment en France. Si le cœur est parfois lui-même affaibli, ce sont souvent les artères et les veines qui posent problème. Des plaques d'athérome peuvent se former et boucher la circulation du sang, menant à des infarctus. La prévention contre les facteurs de risques de ces maladies (obésité, tabac) ainsi que les évolutions des techniques de chirurgie ont toutefois permis de diminuer le nombre de décès.

La transplantation cardiaque et surtout les pontages sauvent réellement des vies. Mais aujourd'hui, le remplacement d'un vaisseau sanguin bouché est souvent réalisé par le prélèvement d'un morceau d'une veine de la jambe en meilleur état. Malheureusement, pour certains patients, il n'est pas possible de réaliser ce genre de transplantation autologue. Des moyens alternatifs peuvent donc s'avérer nécessaires.

Des vaisseaux synthétiques trop peu résistants

Il existe déjà des vaisseaux sanguins synthétiques, composés de polytétrafluoréthylène, mais dont la durée de vie est limitée à une dizaine de mois. Des infections, de même que des obstructions par des caillots peuvent survenir sur ce polymère peu à peu usé par le flux sanguin. L'idéal des chirurgiens et des patients serait d'obtenir un vaisseau synthétique, facile à fabriquer et à stocker, mais qui serait également résistant à l'usure du temps.

Les artères biosynthétiques sont fabriquées sur un polymère (A), à l'aide de cellules musculaires (B), qui sont ensuite éliminées (C). Elles peuvent alors être utilisées comme accès vasculaire pour les patients sous dialyse (D), ou pour des pontages coronariens (E). © Image courtesy of Science/AAAS

La course aux organes artificiels

Née des cerveaux de scientifiques américains (universitaires et industriels), une nouvelle technique, qui semble très prometteuse, a été décrite dans la revue Science Translational Medicine. Il s'agit d'un vaisseau sanguin biosynthétique obtenu par ingénierie de tissu biologique. Les organes reconstitués in vitro sont une utopie vers laquelle les scientifiques essaient de plus en plus de tendre. Des essais de cœur artificiel, de poumons reconstitués au laboratoire ont été tentés...  mais alors que ceux-ci ne sont pas au point, il se pourrait qu'un simple vaisseau sanguin, certainement plus facilement réalisable, leur vole la vedette en étant le premier à arriver sur le marché.

Concrètement, tout commence sur un cadavre humain (ou un chien). Des cellules musculaires sont prélevées et mises en culture dans un bioréacteur, sur une surface cylindrique constituée d'un polymère biodégradable (acide polyglycolique). Les cellules musculaires synthétisent une matrice extracellulaire, constituée de collagène et d'autres protéines naturelles, qui remplace peu à peu le polymère. Les cellules sont ensuite éliminées à l'aide d'un détergeant, et la matrice sous forme d'un tube de 3 à 6 millimètres de diamètre forme alors un vaisseau sanguin flambant neuf. 

Rien que des avantages ?

Les avantages de cette méthode sont nombreux : privés de cellules, ces vaisseaux sanguins ne sont pas immunogènes. Pas de risques donc de rejeter le greffon, et nul besoin de suivre un traitement immunosuppresseur. De plus, cette artère biosynthétique se conserve, avant sa transplantation, à 4°C pendant plusieurs mois. D'un point de vue fonctionnel, les résultats sont tout aussi encourageants : greffés sur le singe ou sur le chien, les deux types de vaisseaux sanguins biosynthétiques ont résisté pendant plus d'un an à la dilatation et la calcification, tout en gardant un diamètre suffisant au passage du flux sanguin.

Suivant le diamètre, le tube de collagène pourrait être utilisé pour des pontages coronariens ou créer des courts-circuits artérioveineux chez des patients sous dialyse. Seul bémol, dans le cas du pontage, l'injection de cellules endothéliales du patient pour coloniser l'intérieur du vaisseau serait nécessaire, et mènerait donc à une utilisation beaucoup moins « prêt à l'emploi » que prévue.

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