Le Wake Forest Institute (NC) met au point une technique de bioimpression de peau révolutionnaire

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Des scientifiques du Wake Forest Institute, en Caroline du Nord, ont récemment mis au point un système mobile de bio-impression permettant à partir de cellules de peau d’un patient, d’imprimer de la peau directement sur une plaie. Cette technique pourrait être plus prometteuse que les techniques existantes Ils ont récemment publié une étude de faisabilité pour la bio-impression de peau grâce à leur système, couplé à une technologie d’imagerie 3D intégrée. Cette étude permet de démontrer la capacité à fournir une prise en charge rapide et in-situ de blessures de pleine épaisseur. Les tests ont été réalisés sur des souris et des porcs pour le moment afin de prouver l’efficacité ainsi que les effets du traitement, avant les tests chez l’homme.

Les plaies chroniques

Une plaie est dite chronique dès lors que la durée de cicatrisation est supérieure à 4 semaines. Aux Etats-Unis comme en France, ce sont des millions de personnes qui sont touchées par des plaies chroniques, trop grandes ou tout simplement qui ne guérissent pas. La qualité de vie des personnes concernées est altérée à la fois par la douleur mais également par la perte de mobilité. Les principales causes de plaies chroniques dans le monde sont les ulcères de jambe, les plaies du pied diabétique et les escarres dues à une immobilisation prolongée.
En 2017, ce sont 15% des américains bénéficiant d’une assurance maladie qui sont touchés par ce problème, pour un coût annuel exorbitant estimé à 30 milliards de dollars dans la mesure où plusieurs traitements sont souvent nécessaires.
Le traitement de référence dans le cas des plaies chroniques est l’auto-greffe de peau, c’est-à-dire l’excision des tissus lésés, suivie d’une greffe d’un lambeau de peau saine préalablement prélevé sur le patient. En utilisant la peau du patient, on empêche le rejet de greffe mais cette technique reste néanmoins douloureuse et le recouvrement des plaies reste limité par la disponibilité de peau saine pour prélèvement.
Il existe également des peaux synthétiques ou biologiques qui aident à cicatriser plus vite, mais ces traitements sont très coûteux pour un rendu souvent peu esthétique.

En 2012, une nouvelle méthode de traitement des plaies chroniques par l’utilisation de cellules de peau en spray, parait dans la revue The Lancet. Le spray permet de pulvériser un mélange de fibroblastes qui permet le renouvellement du collagène dans le derme, et de kératinocytes qui forment l’épiderme. Cette étude a démontré ainsi la cicatrisation chez 70% des patients contre 46% avec les méthodes classiques de compression de la plaie. Cependant cette technique présente une limite car les cellules forment un mélange non organisé qui résulte en un dépôt imprécis de types de cellules spécifiques aux sites cibles requis. Ainsi, les techniques actuelles ne peuvent pas générer la structure complexe de la peau qui serait nécessaire pour obtenir des résultats fonctionnels et esthétiquement acceptables.

La bio-impression

Encore au stade de l’étude préclinique, les chercheurs ont voulu démontrer que la technique de bio- impression de peau permet de déposer avec précision des cellules dermiques et épidermiques séparément couche par couche sur la zone lésée. Les premiers tests ont été réalisés avec des cellules humaines sur des souris immunodéprimées, pour démontrer tout d’abord la précision du dépôt des cellules via la bio-imprimante mais également la diminution du temps de cicatrisation de la plaie chez les souris imprimées par rapport aux témoins non traités.

Les chercheurs ont ensuite testé la méthode avec des cellules autologues sur des porcs et ont comparé l’efficacité de la technique avec les cellules de peau en spray.
Les résultats obtenus montrent que les deux méthodes permettent une fermeture plus rapide de la plaie par rapport à un témoin non traité (2 semaines contre plus de 6 semaines). Les deux techniques montrent également une diminution de la contraction de la peau par rapport au témoin, ce qui réduit l’atteinte à la mobilité. La seule différence significative mise en évidence entre l’impression et le spray concerne la formation d’épiderme qui est observée dès deux semaines avec un traitement par bio-impression, contre seulement 4 à 6 semaines pour le traitement par pulvérisation de cellules. En conclusion, ces résultats laissent envisager que le traitement par bio-impression de peau représente un potentiel pour améliorer le traitement de plaies chroniques par rapport aux méthodes existantes et utilisées à ce jour.

Perspectives

Maintenant que l’efficacité et la précision de cette technique ont été démontrées, la prochaine étape sera de réaliser un essai clinique chez l’homme. Enfin, il sera possible d’envisager dans le futur, l’impression d’autres biomatériaux et types cellulaires pour encore améliorer le temps de cicatrisation. L’addition de cellules de peau supplémentaires est déjà en cours d’évaluation. Ainsi, l’addition de mélanocytes, cellules adipeuses et follicules pileux pourraient permettre une formation de peau accélérée mais également présenter de meilleurs rendus fonctionnels et esthétiques.

Rédacteur :
- Pierre Gourjon, Attaché adjoint pour la Science et la Technologie, Consulat Général de France à Atlanta, deputy-univ@ambascience-usa.org

Sources :
https://www.nature.com/articles/s41598-018-38366-w#MOESM1
https://www.sciencesetavenir.fr/sante/dermato/une-bio-imprimante-3d-imprime-la-peau-et-referme-les-plaies_131942?utm_medium=Social&utm_source=Facebook#Echobox=1551797802