Comment rendre les transplantations d’organes plus efficaces

Lorsque des tissus humains sont endommagés par un traumatisme ou une maladie, les chirurgiens ont besoin de tissus de remplacement pour les réparer. Le tissu est généralement transplanté d’une partie du corps du patient à une autre (autogreffe) ou d’une personne à une autre (allogreffe).
Les autogreffes peuvent sauver des vies, mais elles sont compliquées : leur prélèvement est douloureux et coûteux et il peut en résulter des infections et un hématome (gonflement solide du sang coagulé) dans les tissus. Dans le cas d’une allogreffe, la transplantation est également complexe car le système immunitaire du receveur peut rejeter le tissu et le greffon peut transmettre une infection ou une maladie au receveur.

Le domaine de l’ingénierie tissulaire vise à régénérer ou à remplacer les tissus endommagés à l’aide de tissus fabriqués en laboratoire. Pour ce faire, des cellules extraites du corps sont incorporées à des biomatériaux poreux établis sur des échafaudages moléculaires, qui servent de modèles 3D qui guident la croissance de nouveaux tissus.
Les échafaudages sont alors ensemencés avec des cellules développées in vitro pour créer des tissus à implanter ou sont introduits directement dans le site où le corps du patient a été endommagé. Les tissus sont ensuite amenés à se régénérer artificiellement.
La création de vaisseaux sanguins apportant de l’oxygène et des nutriments au tissu régénéré est l’une des tâches les plus difficiles à accomplir, le processus devant réussir à créer des tissus et des organes épais et transplantables. La « pré-vascularisation » in vitro de tissus synthétiques a été suggérée pour favoriser une « anastomose » rapide (connexion des vaisseaux sanguins) entre le greffon et les tissus du receveur. Mais une thrombose dans les greffes peut en résulter.

Prof. Ben-Shaul de l’Institut d’ingénierie biomédicale du Technion et son équipe ont cherché à savoir si la transplantation de vaisseaux plus matures conçus pour s’intégrer aux tissus du patient pourrait accélérer ce processus sans provoquer de thrombose dans les greffes. Pour cela, ils ont cultivé des cellules endothéliales (la couche la plus interne des vaisseaux sanguins, celle en contact avec le sang) et des fibroblastes (cellules présentes dans le tissu conjonctif ; elles sont parfois appelées cellules de soutien et ce sont notamment des cellules résidentes du derme qui en assurent la cohérence et la souplesse) sur des échafaudages tridimensionnels pendant 1, 7 ou 14 jours pour former des vaisseaux d’âges différents.

Il en a résulté que les greffes les plus matures, avec des réseaux vasculaires complexes qui se sont allongées, ont augmenté l’anastomose (la connexion entre deux structures, organes ou espaces ; il s’agit en général de connexions entre vaisseaux sanguins ou d’autres structures tubulaires telles qu’une boucle de l’intestin) du vaisseau greffe-hôte et ont amélioré la pénétration des vaisseaux chez le receveur.
Les vaisseaux moins matures ont moins bien réussi à se combiner avec le tissu hôte et ont provoqué la formation de davantage de caillots. Ces découvertes démontrent l’importance d’établir des réseaux de vaisseaux matures et complexes dans les tissus artificiels avant implantation pour favoriser l’anastomose chez l’hôte et accélérer la perfusion de sang dans les tissus.

Après l’étude actuelle sur les cellules murines, Prof. Ben-Shaul espère mener d’autres recherches précliniques qui pourraient conduire à la mise en œuvre des conclusions tirées de cette étude chez l’homme.

Source : https://www.pnas.org/content/early/2019/01/30/1814238116

Rédacteur : Guillaume Duret, post-doctorant au Technion