Prix pour la recherche sans expérimentation animale

Bioprinting propre : impression 3D de modèles d'organes – sans aucune composante animale, tel est l'objectif du projet de recherche dans le groupe de travail du Prof. Dr. Jens Kurreck. (© TU Berlin / Jens Kurreck)

Dans la main du Dr Tamara Zietek, Médecins contre les expérimentations animales, le Prof. Dr Jens Kurreck, professeur de biochimie appliquée à la TU Berlin, reçoit le prix de soutien Herbert-Stiller. (© Photo-Digital-Studio Marcus Müller)

La recherche médicale est constamment à la recherche de méthodes permettant de se passer des tests sur les animaux. Les cultures cellulaires et surtout les cultures tissulaires en 3D issues de l'imprimante biologique offrent un potentiel considérable. Souvent ignorée, cependant, est la réalité que la soi-disant biotinte, utilisée pour imprimer des modèles d'organes, ou les milieux de culture utilisés contiennent de nombreux composants animaux tels que le sérum fœtal de veau (FKS) ou la gélatine. L'association Médecins contre les tests sur les animaux a récemment décerné un prix de soutien Herbert Stiller à un projet du Dr Johanna Berg et du Prof. Dr Jens Kurreck, chef du département de biochimie appliquée à la TU Berlin. Ce projet développe une méthode de « bioprinting propre ». L'objectif est d'imprimer des modèles d'organes humains entièrement sans utilisation de produits animaux.

Selon une estimation de l'European Biomedical Research Association de 2017, entre un et deux millions de veaux en gestation meurent chaque année pour produire environ 800 000 litres de sérum fœtal de veau, utilisé dans la recherche à l’échelle mondiale. « Le FKS reste considéré comme la norme de référence pour l'utilisation dans les milieux nutritifs pour cultures tissulaires, mais aussi pour la biotinte lors de l'impression d'organes, car il fournit aux cellules tous les hormones, facteurs de croissance, protéines, acides aminés, minéraux et oligo-éléments essentiels à leur survie », explique Johanna Berg. Outre le FKS, les biotintes contiennent souvent aussi du Matrigel, une sorte de gel de soutien, obtenu à partir de souris préalablement infectées par un certain type de tumeur. Le Matrigel sert de base de croissance aux cellules cultivées.

Un axe de recherche de Jens Kurreck et de son équipe concerne l'établissement et l'étude de modèles d'organes pour les poumons et le foie dans le but de remplacer les tests sur les animaux. Ils dépendent de l'utilisation de milieux nutritifs et de biotintes. « Il nous a semblé logique de développer une méthode complète qui ne nécessite pas de substances pour lesquelles des animaux doivent être abattus », explique le biochimiste. Bien que des milieux nutritifs chimiquement définis, sans composants animaux, existent déjà, ils ne sont pas, premièrement, applicables à grande échelle — chaque culture cellulaire doit être adaptée individuellement — et, deuxièmement, ils ne fonctionnent pas encore aussi bien que le FKS. Les milieux chimiquement définis contiennent un mélange de biopolymères non animaux dans une composition précise. « Un inconvénient des milieux existants : les cultures cellulaires doivent s’adapter spécifiquement à chaque milieu, ce qui prend généralement plusieurs semaines. De plus, ils manquent de certaines propriétés dont nous avons besoin pour l’impression 3D de modèles d’organes », explique Jens Kurreck.

Les chercheurs souhaitent utiliser le prix de soutien Herbert Stiller, d’un montant de 20 000 euros, pour développer une biotinte pour des modèles d’organes du poumon et du foie, dans lesquels le FKS ainsi que le Matrigel et la gélatine seront remplacés. « Nous partons de substances de base connues et expérimenterons au cours des deux prochaines années avec l’ajout et la quantité de divers biopolymères, facteurs de croissance, protéines, etc. », explique Johanna Berg. « Il ne s’agit pas seulement pour nous que la biotinte maintienne les cellules en vie, elle doit aussi répondre à diverses exigences scientifiques et techniques lors de la manipulation, pendant le processus d’impression et plus tard dans le modèle d’organe. »

Un milieu chimiquement défini aurait, outre le bien-être animal, d’autres avantages par rapport au FKS : « Fait intéressant, la composition exacte du FKS n’est toujours pas connue à ce jour. Elle varie fortement selon la source. Elle ne peut donc pas être standardisée. Cela signifie que, pour des raisons de comparabilité, il faut toujours réaliser des expériences avec la même charge, ce qui n’est souvent pas possible. De plus, le FKS comporte toujours le risque d’être infecté par des agents pathogènes animaux, ce qui le rend inadapté à une utilisation thérapeutique chez l’homme », explique Johanna Berg. Ce sont là des problèmes qui n’apparaissent pas lors de l’utilisation de sérums sans animaux.