Pour la science, le développement d’organes artificiels est important non seulement pour raccourcir les lignes de transplantation mais aussi pour tester les traitements. Ce dernier objectif a conduit un groupe de bio-ingénieurs de l’Université de Californie à créer un “cœur sur puce”, c’est-à-dire un cœur artificiel sur une puce.
La notion de puce fabriquant parfois un cœur nous amène à croire que le composant effectue une simulation d’organe. Et il le fait même, dans une certaine mesure, mais cette tâche n’est pas simplement virtuelle : il y a là une combinaison de “microfluidique” et de vraies cellules cardiaques.
Plus précisément, les cellules sont disposées dans une couche de silicone qui reprend, autant que possible, la géométrie des fibres du tissu cardiaque humain. Un réseau de minuscules canaux qui ressemblent à des vaisseaux sanguins fait que les fluides transportent des nutriments qui alimentent les cellules et éliminent les déchets qu’elles produisent.
Le plus impressionnant est que, dans les bonnes proportions, ce cœur artificiel bat. Tout le processus commence par l’insertion de cellules souches qui sont amenées à se développer en tant que cellules cardiaques. Ils se développent en couches selon le modèle de développement d’un véritable tissu cardiaque.
Dans l’étape suivante, il y a l’injection de fluides. Environ 24 heures plus tard, le tissu formé sur la puce commence à battre à une fréquence qui varie entre 55 et 80 battements par minute, tout comme un cœur humain adulte. Lela vidéo ci-dessous montre le pouls.
De là, les chercheurs peuvent injecter des drogues pour tester l’effet de ces substances sur les cellules. Les canaux de fluides permettent également de surveiller tous les paramètres nécessaires aux tests en temps quasi réel.
D’autres expériences sont nécessaires pour évaluer l’efficacité de la méthode, mais les résultats obtenus jusqu’à présent sont convaincants. Les chercheurs ont appliqué à la puce des substances telles que l’isoprotérénol, le vérapamil et le métoprolol, des médicaments utilisés depuis longtemps pour traiter les arythmies et autres problèmes cardiaques. Les effets obtenus – le contrôle du pouls – étaient équivalents à ceux que l’on trouve dans les vrais cœurs.
Les scientifiques pensent que la puce peut être adaptée pour simuler les maladies cardiaques congénitales, l’interaction entre les organes – la métabolisation qu’un médicament pour le cœur a dans le foie, par exemple – et même les caractéristiques d’un individu particulier pour le dépistage des réactions aux médicaments avant la mise en pratique du traitement.
En outre, l’invention peut réduire les coûts de la recherche de l’industrie pharmaceutique, ce qui se traduit par des médicaments moins chers. Kevin Healy, un éminent professeur de recherche, espère que, à un stade beaucoup plus avancé, des puces comme celle-ci pourront enfin remplacer les tests sur les animaux.
