Un avant-bras cultivé en laboratoire

Les prothèses biologiques permettent d'avoir les avantages d'une transplantation sans les inconvénients. Pour la première fois, une équipe américaine a réussi a reconstruire des membres de babouin et de rat à partir de cellules souches.

Une équipe de Boston, aux États-Unis, a reconstitué en première mondiale l'avant-bras d'un rat et d'un babouin en laboratoire. Bien que prometteuse dans le développement des prothèses biologiques, cette expérience, dont le compte rendu a été publié dans la revue Biomaterials, n'a pas permis de reconstituer un membre entièrement fonctionnel mais uniquement les parties musculaires et vasculaires.

Les chercheurs américains ont repris à leur compte une technique de destruction-reconstruction, qui a déjà fait ses preuves dans la production de prothèses biologiques destinées à la transplantation. Déjà en 2008, une équipe internationale de chercheurs avait réussi à transplanter une trachée de donneur ensemencée avec les propres cellules de la malade. Contrairement à la reconstruction de la trachée, la technique utilisée sur l'avant-bras est plus complexe: elle nécessite la création de plusieurs tissus différents et la surveillance de leurs interactions.

Dans un premier temps, l'expérience consiste à détruire les cellules d'un avant-bras amputé, provenant d'un rat puis d'un babouin, par la perfusion d'un liquide détergent. À la fin de cette étape, environ 90% de l'ADN d'origine a disparu, ne laissant que la structure mécanique du système musculo-squelettique. Après ce traitement, l'avant-bras devient comme une coquille vide que les chercheurs reconstituent ensuite.

Le repeuplement cellulaire des tissus de l'avant-bras se fait par injection de cellules souches, qui sont des cellules indifférenciées capables de se multiplier et de se spécialiser en cellules composantes des muscles et des vaisseaux sanguins. Le tout installé dans un «bioréacteur» dans lequel, pendant 21 jours, les cellules en culture ont pu se développer, en milieu stérile, avec des perfusions et des stimulations électriques.

Les chercheurs ont constaté que la formation des vaisseaux et des muscles a permis à l'avant-bras de devenir à nouveau fonctionnel. Un résultat encouragent qui, selon l'équipe de recherche, promet un grand succès dans le développement futur des prothèses biologiques. Avec cette méthode, ils ont réussi à obtenir que le muscle se contracte normalement et que les vaisseaux sanguins distribuent le sang dans l'ensemble du membre (du rat et du babouin).

Une transplantation améliorée

Si l'expérience s'est avérée concluante chez le babouin, il est fort probable qu'elle le soit aussi pour l'homme. Dans le domaine des membres artificiels, les prothèses biologiques s'imposent donc comme une concurrence sérieuse pour les prothèses mécaniques. En effet, ces dernières échouent à reproduire les sensations d'un membre naturel et ne remplacent que partiellement ses fonctions physiologiques et esthétiques. La solution pourrait être la transplantation des membres, mais bien que les résultats soient favorables (environ 70 patients dans le monde ont subi une transplantation de main depuis 1998), c'est sans compter les risques de rejets et l'utilisation à vie de médicaments d'immunosuppression, des traitements lourds qui posent des problèmes de qualité de vie.

Les prothèses biologiques reconstituées à partir du matériel génétique de la personne amputée ont les avantages d'une transplantation sans les inconvénients: elles ne nécessitent pas l'utilisation d'immunosuppresseurs après transplantation et pourraient être produites à la demande. Un bémol toutefois: la reconstruction du membre ne peut se faire qu'à partir d'un membre préexistant. Ainsi, la générosité des donneurs d'organes est irremplaçable, qu'il s'agisse d'une prothèse biologique ou d'une transplantation.
Le Figaro santé