Une avancée prometteuse dans le domaine des poumons bio-ingénierisés
Un collectif de chercheurs de la Columbia University’s School of Engineering and Applied Science a franchi une étape significative en concevant le premier scaffold pulmonaire fonctionnel et vascularisé. Cette avancée pourrait révolutionner le traitement des maladies pulmonaires.
Une nouvelle approche de la bio-ingénierie pulmonaire
Traditionnellement, les poumons bio-ingénierisés sont élaborés à partir de scaffolds faits de poumons entièrement décellularisés. En revanche, ce projet préserve la réseau vasculaire d’un poumon d’origine, tout en éliminant la couche épithéliale endommagée et en la remplaçant par des cellules saines.
Gordana Vunjak-Novakovic, professeur et responsable de l’étude, a déclaré : « Nous avons développé une approche totalement innovante pour la bio-ingénierie pulmonaire. Cette capacité à traiter sélectivement l’épithélium pulmonaire est cruciale, car la plupart des pathologies pulmonaires relèvent de cette couche. »
À gauche : Poumon intact avec cellules épithéliales (vert) et cellules vasculaires (rouge). À droite : Poumon après enlèvement de l’épithélium. Crédit image : N. Valerio Dorrello et Gordana Vunjak-Novakovic, Columbia University.
Une méthode ciblée et précise
La technique mise en place par l’équipe se concentre sur l’épithélium broncho-pulmonaire, permettant son extraction sans nuire aux vaisseaux sanguins ni à la matrice pulmonaire. Pour valider cette méthode, des poumons de rongeurs ont été préparés puis ventilés et perfusés dans un système ex vivo.
Le processus a impliqué l’application d’une solution détergente douce à un poumon pour éliminer les cellules épithéliales, tout en assurant, grâce à une perfusion d’électrolytes et de substrats énergétiques, la préservation de l’intégrité vasculaire. Ensuite, le poumon a pu supporter l’adhésion et la croissance de cellules pulmonaires adultes dérivées de cellules souches.
Un espoir pour les patients
Chaque année, environ 400 000 personnes perdent la vie à cause de maladies pulmonaires aux États-Unis. À l’échelle mondiale, ces affections représentent la troisième cause de mortalité. La nouvelle méthode de bio-ingénierie de poumons sains pourrait contribuer à réduire ces statistiques alarmantes.
N. Valerio Dorrello, médecin et co-auteur de l’étude, a affirmé : « Je rencontre quotidiennement des enfants en soins intensifs souffrant de maladies pulmonaires graves, dépendant du support de ventilation mécanique. Notre approche pourrait ouvrir la voie à de nouvelles modalités de traitement pour ces patients. »
Actuellement, le traitement des maladies pulmonaires avancées se résume principalement à la greffe, mais la disponibilité des poumons de donneurs est limitée. Seulement 20 % des poumons potentiellement disponibles sont compatibles avec les critères de transplantation, entraînant de nombreux patients à décéder en attente d’un donneur.
Matthew Bacchetta, professeur associé en chirurgie et co-auteur de l’étude, a souligné : « Les stratégies visant à augmenter le nombre de poumons transplantables auraient un impact immédiat et significatif. En tant que chirurgien en transplantation pulmonaire, je suis enthousiasmé par le potentiel de notre technique. »
FAQ
Quelles méthodes sont couramment utilisées pour la transplantation pulmonaire ?
Les méthodes habituelles incluent la transplantation de poumons de donneurs vivants ou décédés, mais elles sont limitées par la disponibilité.
Quels sont les principaux défis des maladies pulmonaires ?
Les maladies pulmonaires chroniques, telles que la BPCO ou la fibrose pulmonaire, entraînent une détérioration progressive de la fonction pulmonaire, compliquant leur traitement.
Comment ce nouveau développement pourrait-il aider les enfants ?
Cette méthode pourrait offrir de nouvelles options de traitement pour les enfants atteints de maladies pulmonaires graves, réduisant leur dépendance à la ventilation mécanique.
Existe-t-il des risques associés à la bio-ingénierie des poumons ?
Comme toute nouvelle technologie médicale, des études supplémentaires sont nécessaires pour évaluer les risques et les bénéfices sur le long terme.
Quelles recherches futures sont envisagées dans ce domaine ?
Les chercheurs visent à tester cette méthode sur des poumons humains et à explorer d’autres applications pour améliorer la santé respiratoire globale.
