Cultiver des organes en labo

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Pourra-t-on un jour créer un homme (ou une femme), pièce par pièce, en éprouvette? Le potentiel de la médecine régénératrice, et plus précisément l'organogénèse, est immense et les résultats sont fort attendus.

Archives La Presse

Sophie Allard
La Presse

La réalité dépasse aujourd'hui la fiction. Des scientifiques arrivent désormais à faire pousser en laboratoire des organes vivants humains destinés à la transplantation. L'organogénèse expérimentale en est toujours à ses balbutiements, mais pourrons-nous, dans un avenir rapproché, avoir recours à des organes «cultivés» in vitro? Déjà, certains essais cliniques ont été concluants.

Des chercheurs américains ont réussi à greffer des vagins fabriqués en laboratoire à partir de cellules souches chez quatre adolescentes souffrant d'aplasie vaginale, a-t-on appris il y a quelques semaines. Les résultats de ces expériences ont été publiés en avril dans la revue scientifique The Lancet.

Pour arriver à leurs fins, les chercheurs de l'Université de Wake Forest, en Caroline-du-Nord, ont prélevé chez les jeunes patientes des cellules de la vulve qu'ils ont mises en culture. Ils ont «scanné» leur région pelvienne et créé une matrice en collagène sur laquelle ils ont cousu une bande de ce tissu vaginal reconstitué. En quelques semaines, les organes «cultivés» étaient prêts à être implantés.

Opérées en 2006, ces jeunes filles de 13 à 18 ans, atteintes du syndrome de Rokitansky-Küster-Hauser (une maladie congénitale rare associée à une absence partielle ou complète du vagin), ont aujourd'hui une vie sexuelle normale. La méthode habituelle, soit la greffe d'un bout de côlon, est une intervention lourde qui, au bout du compte, ne permet pas de sensations naturelles.

Des pièces de rechange

Pourra-t-on un jour créer un homme (ou une femme), pièce par pièce, en éprouvette? Le potentiel de la médecine régénératrice, et plus précisément l'organogénèse, est immense et les résultats sont fort attendus. «C'est assurément la médecine du XXIe siècle. C'est une avenue très importante pour la guérison de plusieurs anomalies, indique le Dr François Auger, directeur du Laboratoire d'organogénèse expérimentale (LOEX) de l'Université Laval. On pourra créer des "pièces de rechange" sur demande pour des gens dont l'organe est déficient ou malade ou, par exemple, pour les accidentés qui perdent un organe.» Chez LOEX, on travaille notamment à reproduire de la cornée, des vaisseaux sanguins, des ligaments, des valves cardiaques, des vessies, des urètres, des bronches.

Directeur général de Transplant Québec, Louis Beaulieu voit en la reconstruction d'organes en laboratoire une solution futuriste, mais prometteuse. «On en est aux balbutiements, mais on peut penser que, à un moment durant ce siècle, on pourra franchir la frontière et pallier le manque de dons d'organes. Avec des organes sur demande, on pourrait procéder à une greffe chez un patient malade avant que sa santé ne se dégrade. On éviterait ainsi les longues et nombreuses hospitalisations et, par exemple, l'implantation de coeurs mécaniques, qui s'avère habituellement une solution temporaire.»

«On réduit à zéro le risque de rejet, puisque l'organe est produit à partir des cellules du patient, et on évite du même coup la transmission de maladie. Ces organes peuvent également grandir en suivant la croissance d'un patient pédiatrique.

»

Dr François Auger
Directeur du Laboratoire d'organogénèse expérimentale (LOEX) de l'Université Laval

Des milliers de scientifiques dans le monde participent à cette course à la création d'organes. Des sommes faramineuses - de nombreux milliards de dollars - sont investies dans la recherche. Les Chinois, les Japonais et les Américains comptent parmi les grands acteurs, mais les Québécois tirent plutôt bien leur épingle du jeu.

Dans le laboratoire de l'Université Laval, qui fait 55 000 pi2 et qui emploie 125 personnes, on connaît bien l'utilisation des cellules souches depuis une trentaine d'années. On y fabrique de la peau à partir de cellules souches pour les grands brûlés depuis 1986. Il y a quelques années, ce tissu «artificiel» avait l'apparence d'une peau cicatrisée. Mais depuis 2008, la technique s'est grandement raffinée. «Aujourd'hui, on greffe l'épiderme, qui imperméabilise et protège la peau, ainsi que le derme, qui donne sa résistance mécanique à la peau, sa souplesse et ses rides aussi. On réussit à créer de la peau très près du résultat naturel. C'est le modèle le plus avancé au monde», explique le Dr Auger.

La reconstitution de ce tissu prend huit semaines. «On a des preuves qu'on pourrait éventuellement réduire ce temps de moitié. Plus on recouvre un grand brûlé rapidement, meilleurs sont les résultats. Les chirurgiens ont toujours hâte de nous voir arriver», indique le scientifique.

De nombreuses limites

Si la peau est produite en laboratoire et greffée avec succès depuis plusieurs années chez l'homme, la plupart des organes sont beaucoup plus complexes et donc plus difficilement reproductibles. «On peut faire pousser des organes, mais on est encore incapable de reproduire leur fonctionnement, note Louis Beaulieu, de Transplant Québec. Les organes solides exigent une spécialisation des tissus très poussée. Par exemple, un foie remplit une centaine de fonctions.» On peut néanmoins se servir des connaissances acquises pour mettre au point des traitements.

À ce jour, on compte sur les doigts d'une main le nombre d'organes ou parties d'organes greffés sur l'humain. Néanmoins, des chercheurs - optimistes ou opportunistes! - promettent déjà mer et monde. La reconstitution d'un coeur complet dans cinq ans, vraiment? «Beaucoup de scientifiques ont des prétentions irréalistes et ça fausse la donne, déplore le Dr Auger. Recréer un organe est beaucoup plus compliqué qu'il n'y paraît. Chaque tissu demande un temps de préparation et une optimisation énormes qui se calculent non pas en mois, mais en années. Cela dit, on pourrait voir un coeur complet dans 25 à 50 ans.»

Le Dr Michel Carrier, chirurgien cardiaque et transplanteur à l'Institut de cardiologie de Montréal, est plutôt sceptique. «Certains chercheurs font aujourd'hui des greffes de cellules myocardiques, mais la technique ne présente pas tous les succès espérés. Dans la littérature scientifique, les résultats sont plutôt mitigés, dit-il. On arrive à reproduire certaines parties du coeur, comme les valves, mais on est encore très loin des essais cliniques et encore plus loin de la création d'un coeur complet.»

«Le défi est de faire fonctionner les cellules ensemble de façon synchrone. Je ne crois pas qu'on ait à ce jour les outils pour le faire, mais peut-être qu'un jour, ça viendra. Je crois que j'ai plus de chances de voir de mon vivant l'évolution des coeurs artificiels.

»

Dr Michel Carrier
Chirurgien cardiaque et transplanteur à l'Institut de cardiologie de Montréal

À l'extrême, arrivera-t-on à reconstruire le cerveau en éprouvette? «Actuellement, on injecte des cellules dans le cerveau de patients atteints de parkinson avec plus ou moins de succès, dit le Dr François Auger. Mais on est encore très loin de greffer des cellules dans le cerveau au sein d'une structure tridimensionnelle. On réussira peut-être un jour à recréer certaines sections du cerveau...»

Avant de pouvoir compter sur les organes de remplacement, il y a loin de la coupe aux lèvres, rappelle Louis Beaulieu, de Transplant Québec. «Si cela réussit, il faudra alors voir combien coûtera la production de ces organes. La médecine de transplantation est très dispendieuse.» Des questions se posent. Réussira-t-on à avoir le personnel pour réaliser ces nombreuses greffes sur demande? Quels patients en bénéficieront en priorité? Les complications possibles mettront-elles une pression supplémentaire sur le système de santé ? Qui paiera la note? À noter que le Canada n'a pas encore de politique nationale pour encadrer la recherche et les applications de la médecine régénératrice.

Plus de 1000 Québécois sont actuellement en attente d'une greffe. Avant que ne se concrétisent les avancées de la médecine régénératrice, «la meilleure option est de sensibiliser la population à l'importance du don d'organes», souligne le Dr Carrier, de l'Institut de cardiologie de Montréal.

Comment ça fonctionne?

C'EST QUOI?Chaque organe a des cellules qui lui sont propres, spécialisées, qui grandissent en connaissant parfaitement leur mission. À la différence de la thérapie cellulaire, qui consiste à injecter ces cellules dans le corps humain afin d'aider à la réparation et la régénération tissulaires, l'organogénèse propose de créer des organes in vitro à partir des cellules souches pour les implanter.

COMMENT?

  • La méthode Badylak: on dépouille de ses cellules (décellularise) un organe animal ou humain pour n'en garder que le squelette (ou la matrice), sur lequel on fait pousser les cellules du patient qui finissent par remplacer totalement ce squelette.
  • Imprimante 3D: on injecte du collagène (ou un autre matériau) et des cellules vivantes dans une imprimante (telle qu'elle est utilisée en design) pour former un organe tridimensionnel selon un patron dessiné d'avance.
  • Autoassemblage: on compte exclusivement sur le travail des cellules que l'on met en grande quantité dans un milieu riche, bourré de vitamine C. Stimulées, celles-ci sécrètent le type de matrice dont elles ont besoin. On utilise cette méthode «totalement biologique» au LOEX.
QUELLES CELLULES?

Dans les laboratoires, les chercheurs n'utilisent plus de cellules embryonnaires, mais plutôt des cellules souches pluripotentes induites (IPS). Il s'agit de cellules adultes différenciées que l'on peut ramener à un stade embryonnaire à l'aide de certains gènes.

On évacue ainsi la question éthique associée à l'utilisation de cellules d'embryons. Le Japonais Shinya Yamanaka, qui a fait cette découverte, a reçu le prix Nobel de médecine en 2012.

UNE BANQUE DE «SQUELETTES» HUMAINS?

Parce que les structures animales pourraient poser certains problèmes dans le cas d'une greffe humaine (rejet, maladie, etc.), des médecins espagnols projettent de décellulariser des organes humains jugés inadéquats pour la greffe et de créer une banque de coquilles vides prêtes à recevoir des cellules souches pour concevoir des organes à transplanter.




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