Intestin artificiel doit limiter les essais sur les animaux

Dans le laboratoire, les cellules sont préparées. (HSKL/Lukas Mohr)

Indispensable pour les chercheurs, la salle blanche bien équipée sur le site de Zweibrücken. (HSKL/Rainer Lilischkis)

Les essais sur les animaux sont souvent indispensables lorsqu'il s'agit de recherche médicale. Si l'on parvenait à cultiver des organes fonctionnels en laboratoire, il serait possible de réduire considérablement, voire d'éviter complètement, les tests sur les êtres vivants. C'est l'approche poursuivie par le projet « Tissue Engineering von Geweben in komplexen Hydrogelen mittels dreidimensionaler elektrischer und magnetischer Stimulation » de l'Université de Kaiserslautern. Les chercheurs reçoivent à cet effet une subvention de un million d'euros de la Fondation Carl Zeiss.

La bioingénierie tissulaire (construction ou culture de tissus) de tissus et d'organes complexes et entièrement fonctionnels constitue un défi pour la médecine régénérative. Grâce aux techniques d'impression 3D, il est déjà possible de générer des structures qui ressemblent au moins morphologiquement à celles des organes. Aujourd'hui, il est possible de combiner des cellules et des biomatériaux et de les imprimer couche par couche pour fabriquer des pièces biomédicales ayant les mêmes propriétés que les tissus naturels. Cependant, le processus d'impression soumet les cellules à un stress énorme, beaucoup ne survivant pas à la procédure. « Dans notre projet, nous adoptons une approche plus douce pour les cellules, qui influence spécifiquement leur croissance sous l'effet de champs magnétiques et électriques », explique la professeure Monika Saumer du site de Zweibrücken de l'Université de Kaiserslautern, qui participe à ce projet fortement interdisciplinaire avec un total de neuf groupes de travail. Les chercheurs développeront un système microélectro-mécanique (MEMS) dans lequel, par la combinaison de micro- et nanocomposants, des champs électriques et magnétiques complexes en trois dimensions, de différentes intensités, seront générés et pourront agir sur les cellules.

« Nous introduisons un hydrogel, un produit semblable à de la gélatine, avec des cellules vivantes dans un récipient. Les champs électriques et magnétiques que nous utilisons pour contrôler la croissance des cellules existent également dans la nature. Notre objectif est que les cellules nerveuses et musculaires utilisées, ou leurs précurseurs, soient orientées de manière histologiquement correcte et fusionnent pour former une unité tissulaire fonctionnelle », indique la professeure Saumer. « D'après la littérature et nos propres travaux, nous connaissons les ordres de grandeur des champs électriques et magnétiques qui ont un impact sur la croissance cellulaire. Il nous reste maintenant à déterminer la combinaison idéale entre l'intensité du signal et la fréquence. » À terme, un morceau de intestin fonctionnel doit être créé. Ce tissu intestinal pourra ensuite être utilisé pour des tests de médicaments ou pour étudier les effets des nutriments. Les essais sur les animaux seront ainsi réduits ou même évités. « Nous pourrions peut-être dans cinq ans réaliser les premiers tests de médicaments », remarque la professeure Saumer. Déjà, deux entreprises du secteur pharmaceutique participent au projet. À plus long terme, l'utilisation de l'intestin comme tissu de remplacement pour une section intestinale malade ou manquante chez l'humain est également envisageable, selon Saumer.

Le projet à l'Université de Kaiserslautern débute le 1er avril, avec l'embauche de cinq nouveaux employés. En plus de la subvention de la Fondation Carl Zeiss, l'Université de Kaiserslautern soutient le projet avec 150 000 euros. La période de financement s'étend sur trois ans.

À propos de la Fondation Carl Zeiss

La Fondation Carl Zeiss a pour objectif de créer des espaces pour des avancées scientifiques majeures. En tant que partenaire de la recherche d'excellence, elle soutient à la fois la recherche fondamentale et la recherche appliquée, ainsi que l'enseignement dans les disciplines STEM (mathématiques, informatique, sciences naturelles et technologie). Fondée en 1889 par le physicien et mathématicien Ernst Abbe, la Fondation Carl Zeiss est la plus ancienne fondation privée de soutien à la science en Allemagne. Elle est la propriétaire exclusive de Carl Zeiss AG et SCHOTT AG. Ses projets sont financés par les dividendes versés par ces deux entreprises fondatrices.