Le génome humain

Le terme « ingénierie tissulaire » est utilisé pour décrire les méthodes visant à produire, à partir de cellules humaines en culture, des tissus vivants pour restaurer, maintenir ou améliorer leur fonction. L’ingénierie tissulaire est une spécialité multidisciplinaire, au carrefour des sciences du vivant et des sciences de l’ingénieur, qui utilise le biomimétisme. Elle tire parti des avancées accomplies par les spécialistes de biologie et des progrès réalisés par les spécialistes des biomatériaux et du génie des procédés.[1]

Le Tissue engeneering a connu un boom dans les années 1980 et concernait principalement à l’époque la production de peau artificielle. Dans les années 1990 on a utilisé des polymères synthétiques. Aujourd’hui on parle de thérapie cellulaire ou de médecine régénérative, et tous ces termes se chevauchent.

En dehors de la peau, peu de produits ont abouti, et ils sont considérés en Europe comme des médicaments de thérapies avancées (Avanced Therapy Medicinal Products – ATMP). Parmi les ATMP, on peut citer ChondroCelect® pour la réparation de simples défauts symptomatiques du cartilage du condyle fémoral du genou chez les adultes ; MACI®, produit de réparation du cartilage de nouvelle génération. Enfin, des essais cliniques ont montré des résultats prometteurs pour des vaisseaux sanguins, des vessies, ou des cornées.

Un autre exemple de tissue ingeneering concerne les valves cardiaques artificielles. Actuellement, ces valves sont essentiellement fabriquées à partir de matériaux synthétiques. Ces valves ne suivent pas la croissance des patients ce qui signifie que les enfants qui ont besoin de ce type de valve doivent subir des opérations régulièrement, opérations à risque. Aussi, les chercheurs se penchent sur la mise au point de valves cardiaques naturelles. La première approche consiste à arranger des cellules autour d’une structure formée de fibrine, protéine filamenteuse. En 6 semaines, on peut aboutir à une valve cardiaque fonctionnelle. La deuxième approche consiste à travailler à partir d’une valve cardiaque prélevée chez un donneur, traitée d’abord en laboratoire, puis recouverte de cellules souches du patient (le receveur).

Ces deux approches ont été testées sur l’animal et ont donné des résultats intéressants, en particulier dans le fait que ces valves pouvaient croître en même temps que le corps.

Certains scientifiques considèrent d’ailleurs que l’ingénierie tissulaire et la médecine régénérative seront les deux techniques fondamentales de la chirurgie cardiaque de l’avenir. Dans ce cadre, l’Union Européenne a mis en œuvre en 2017 une plateforme d’expertise qui apportera une formation de premier plan aux chercheurs et leur permettra de développer des implants cardiovasculaires issus de la bio-ingénierie ».[2]

Des recherches sur de nombreux organes sont en cours. Cependant, l’ingénierie tissulaire reste une discipline récente qui doit encore faire ses preuves. « Un long chemin reste à parcourir à la fois pour la recherche et pour le transfert vers des applications cliniques dans ce domaine récent ».[3]

[1] Ingénierie tissulaire. Une approche multidisciplinaire.- Didier Letourneur et Laurence Bordenave.- https://doi.org/10.1051/medsci/20173301008.- Published online 25 January 2017

[2] https://cordis.europa.eu/project/rcn/105000/brief/fr

[3] Cf. note page précédente.

énétique : c’est le cas de n’importe quel organisme vivant.

Le corps est constitué de près de cent mille milliards de cellules. Dans chaque cellule, on trouve un noyau, et à l’intérieur de celui-ci on trouve des chromosomes. Chaque chromosome est constitué d’ADN, un long filament qui contient les gènes.

Chaque molécule d’ADN a une structure en double brins, chacun composé de nucléotides. Ces deux brins sont complémentaires l’un de l’autre. Cet ensemble de nucléotides constitue un très long message organisé en gènes. Les gènes sont au nombre de 23.000.

Ces gènes sont donc des fragments d’ADN et comprennent les instructions nécessaires à la production de protéines et parfois d’ARN. Les protéines jouent un rôle essentiel dans l’organisme : ce sont par exemple les anticorps, hormones et enzymes qui contrôlent toutes les réactions chimiques indispensables à notre vie.

Lorsqu’elle en a besoin, la cellule va déclencher le mécanisme de fabrication d’une protéine, à partir du message contenu dans le chromosome. Les ribosomes se mettent alors en place pour traduire les nucléotides en une chaîne d’acides aminés, en utilisant le code génétique. A chaque série de 3 nucléotides correspond un acide aminé.

Une fois décodés, les gènes sont conservés quelque part dans la cellule ou le corps humain.

Ainsi, le génome peut être comparé à un livre ou une encyclopédie qui contient toutes les recettes permettant à chaque cellule de produire les protéines.

Greffe d’organes vs régénération cellulaire

La greffe

Vous le savez la greffe consiste à remplacer un organe malade par un organe sain prélevé sur un donneur. Aujourd’hui, les organes les plus greffés sont le rein, le foie, le cœur et le poumon.

On parle d’autogreffe lorsqu’on utilise un greffon prélevé sur le receveur lui-même. Elle s’applique aux tissus et cellules.

Si la greffe d’organes se pratique beaucoup aujourd’hui et avec succès, elle a toutefois des limites : rejet, déficit du don d’organes.

La régénération

Une autre piste dans le traitement d’un organe défectueux consiste à le faire se régénérer grâce à des cellules neuves injectées dans l’organe. Le processus est le suivant :

  • On détruit l’ensemble des cellules de l’organe malade pour conserver uniquement la structure extracellulaire
  • On injecte ensuite des cellules neuves dans l’organe pour reconstruire un tissu sain
  • On replace ensuite l’organe dans la matrice.

Pour Henri Bismuth, chirurgien et l’un des pionniers de la chirurgie hépatobiliaire et de la transplantation du foie : « … La transplantation d’organe consiste à retirer l’organe d’un défunt pour l’introduire à la place d’un organe malade chez un autre individu. Lorsque j’ai commencé la transplantation, il faut reconnaître que je n’ai pas dit souvent cela, mais en fait c’est un acte terrible sur le plan biologique, car c’est un véritable viol de l’identité de l’individu. Tout notre organisme est vigilant contre ce qui est étranger. Il se défend. Or la transplantation d’organes est une attaque majeure puisque nous introduisons un organe étranger dans un organisme, et c’est pour ça que nous avons mis au point des traitement pour dominer les défenses immunitaires. Cet acte reste complètement anormal. Alors qu’avec l’organe auto-construit, on est plus dans l’acte naturel parce qu’on va prendre des cellules adultes, les faire se différencier pour qu’elles reviennent à l’état initial de leur différenciation et les faire redevenir des cellules adultes pour reconstruire l’organe de façon « naturelle » ».[1]

Les médecins travaillent depuis de très nombreuses années sur le foie qui possède la capacité de se reconstruire. L’objectif : mettre en culture des cellules hépatiques.

Il convient également de noter qu’en 2011, le professeur Emmanuel Martinod effectuait une transplantation de bronches dont les alvéoles se sont auto-construites.

On l’aura compris, il n’est pas question d’opposer une technique médicale à une autre. La transplantation d’organes permet de sauver régulièrement des vies. Mais la recherche et les nouvelles techniques permettent d’envisager sérieusement pour demain d’autres techniques et pratiques. Pour l’instant, nous n’y sommes pas encore, mais gageons que bientôt, très bientôt, on pourra transplanter un foie recellularisé.

La révolution est en marche !

[1] In : https://www.canalacademie.com/ida8017-Organes-auto-construits-l-homme-peut-il-se-regenerer-sans-limite.html