Les xénogreffes ? une solution envisagée par des chercheurs de Boston pour les greffes de poumon

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Des chercheurs de Harvard ont mis au point une technique permettant de faire pousser des cellules humaines sur des poumons porcins

La greffe de poumon est en 4ème position des types de greffe en cours en France et aux USA [1]. En 2017, 2449 patients américains ont subi cette intervention et 1415 patients étaient toujours en attente d’un greffon [2]. Le plus souvent, les patients greffés sont atteints d’une pathologie respiratoire très avancée comme les obstructions pulmonaires chroniques (COPD), résultant par exemple d’un emphysème, ou la mucoviscidose. D’autres pathologies peuvent également induire la nécessité d’une greffe [3]. En France, l’intégralité des poumons transplantés provient de personnes en état de mort cérébrale [4].

Une des voies étudiées pour pallier la pénurie d’organes consiste à utiliser des organes d’origine non humaine. Cette technique, appelée xénogreffe [5], est déjà utilisée depuis les années 60 pour le remplacement des valves mitrales du cœur de patients atteints de valvulopathies [6]. Dans ce cas les greffons sont originaires de porcs ou de bovins, toutefois la xénogreffe d’organes solides est encore loin d’entrer dans la pratique courante de la médecine, notamment à cause des risques de zoonose (transmission de maladies de l’animal à l’homme) et d’incompatibilité immunologique inter espèces.

Un nouveau pas a toutefois été franchi vers le development d’organes solides transplantables issus d’animaux par l’équipe du Pr. Harald Ott de la Harvard Medical School et du Massachusetts General Hospital. Dans un article publié en mars 2018, les chercheurs présentent leurs avancées dans l’utilisation de matrice de poumon porcin pour recréer un poumon fonctionnel. Pour cela ils ont prélevé les poumons de porcelets, et ont enlevé l’ensemble des cellules afin de ne conserver que la structure des poumons. Cette structure, qui correspond à la matrice extracellulaire du poumon, est composée majoritairement du collagène de type 1, de fibronectine et de laminine, protéines indispensables pour l’adhésion, la survie et la différenciation des cellules pulmonaires. Ces structures sont ensuite ensemencées avec plus de 1,2 milliards de cellules souches et incubées dans des bioréacteurs spécifiques pendant 10 jours. A l’issue de ces 10 jours, les poumons re-cellularisés présentent une structure alvéolaire semblable à celle d’un poumon mature mais ne sont pas capable de produire de surfactant pulmonaire [7]. Ce n’est pas le seul défaut de ces poumons, leur compatibilité avec le système immunitaire humain n’est pas encore garantie notamment à cause de la présence au sein de la matrice extracellulaire de galactose-alpha-1,3-galactose, un composé qui provoque une réaction immunitaire chez l’homme et donc un risque de rejet du greffon. Une approche pour éviter la présence de cet antigène serait d’utiliser des animaux génétiquement modifiés qui ne produisent pas ce composé. Une autre limitation de cette procédure est qu’elle ne permet pas encore d’ensemencer l’intégralité de la structure pulmonaire. Cela peut être très problématique si l’organe est implanté car il y a alors des risques importants de fibrose des zones non colonisées par les cellules souches.

Malgré cela, les poumons produits par cette méthode sont partiellement fonctionnels et permettent une oxygénation à minima du sang pendant au moins une heure. L’équipe du Pr. Ott travaille sur plusieurs pistes pour améliorer l’efficacité de ces poumons recomposés. En juin dernier ils ont identifié certains composés de la matrice extracellulaire qui permettent de produire des poumons de rat de meilleure qualité et plus proches de poumons matures [8].

Les travaux du docteur Ott sont très prometteurs, ils nous permettent d’envisager à long terme la fin des pénuries d’organes solides dans le monde et ainsi les décès de patients en attente de donneurs pour une transplantation.


Rédacteur :

- Damien Colin, Attaché Adjoint pour la Science et la Technologie, Consulat Général de France à Boston, deputy2-inno@ambascience-usa.org