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3D Systems et United Therapeutics dévoilent un échafaudage pulmonaire humain imprimé en 3D

L'échafaudage pulmonaire imprimable en 3D a été dévoilé lors de la conférence LIFE ITSELF

L’échafaudage pulmonaire imprimable en 3D a été dévoilé lors de la conférence LIFE ITSELF. De gauche à droite, le Dr Sanjay Gupta, Mark Hodosh, le Dr Martine Rothblatt et Chuck Hull (crédits photo : 3D Systems)

C’est un nouveau coup de projecteur qui est jeté sur la bioimpression. Quelques jours seulement après cette annonce fracassante de 3DBio Thrapeutics concernant la greffe réussie d’une oreille bioimprimée, le fabricant américain 3D Systems et la société de biotechnologie United Therapeutics, ont fait la démonstration d’un échafaudage pulmonaire humain imprimé en 3D. Un événement qui a eu lieu ce 3 juin lors d’une conférence LIFE ITSELF à San Diego. À la surprise de l’auditoire, le Dr Martine Rothblatt, présidente et directrice générale de United Therapeutics, et Chuck Hull, cofondateur et vice-président exécutif de 3D Systems, ont présenté sur scène ce qu’ils ont revendiqué comme « l’objet imprimé en 3D le plus complexe au monde ».

Marquant une nouvelle une étape importante franchie par les deux partenaires dans leurs travaux, cet ersatz d’organe laisse entrevoir ce rêve ultime, mais pour le moins complexe, d’imprimer un jour un poumon viable qui soit transplantable sur l’être humain. Aux dires des protagonistes, les premières expérimentations seraient encourageantes. L’échange gazeux qu’un poumon permet de réaliser entre le sang et l’air en apportant à notre organisme du dioxygène tout en cédant le dioxyde de carbone, aurait été démontré sur des modèles animaux. Ô combien passionnante, la prochaine étape consistera donc à cellulariser l’échafaudage imprimé en 3D avec les propres cellules souches d’un patient pour créer des poumons humains tolérables et transplantables.

« La semaine dernière, c’était excitant de montrer au public notre échafaudage pulmonaire humain imprimé en 3D, mais nous sommes ravis de partager que nos échafaudages pulmonaires imprimés en 3D démontrent maintenant l’échange de gaz dans des modèles animaux. Nous imprimons régulièrement des échafaudages pulmonaires avec autant de précision que la conduite à travers les États-Unis et ne dévions pas d’un parcours de plus de la largeur d’un cheveu humain », a déclaré le Dr Rothblatt. « Grâce au travail acharné et continu de scientifiques et d’ingénieurs dévoués de United Therapeutics et de 3D Systems, nous espérons que ces poumons personnalisés et fabriqués seront autorisés pour des essais sur l’homme d’ici moins de cinq ans. »

Modèle de système vasculaire humain réalisé avec la technologie Print to Perfusion de 3D System

Modèle de système vasculaire humain réalisé avec la technologie Print to Perfusion de 3D Systems (crédits photo : United Therapeutics)

Pour démontrer la complexité de leur échafaudage pulmonaire imprimé en 3D, les protagonistes parlent d’une conception composée de 44 billions de voxels, qui couvrirait 4 000 kilomètres de capillaires pulmonaires et 200 millions d’alvéoles. Cette prouesse dont on s’étonne qu’elle arrive aussi tôt, est issue d’un partenariat d’à peine vieux de 5 ans entre 3D Systems, expert de l’impression 3D résine SLA, et United Therapeutics Corporation, une société de biotechnologie à qui l’on doit également Lung Biotechnology PBC, une filiale spécialisée dans la fabrication et la transplantation d’organes.

Ensemble, les équipes des deux sociétés ont mis au point « Print to Perfusion™ », un procédé complexe permettant l’impression d’échafaudages haute résolution. L’idée étant de pouvoir les relier à des cellules vivantes pour créer des tissus. Pour arriver à ce premier résultat, des travaux importants ont du être réalisés sur le plan de la modélisation, la fabrication et la formulation de matériaux pulmonaires imprimés en 3D. Sur ce dernier aspect, citons un autre partenaire important de 3D Systems, à savoir Collplant, une start-up israélienne qui a développé une bio-encre à base de collagène humain pour les transplantations pulmonaires bio imprimées en 3D. Issu de plants de tabac génétiquement modifiés, ce collagène de substitution qui vise à jouer le même rôle clef que le vrai dans toute une série de processus biologiques importants comme la cicatrisation des plaies, serait compatible avec une large gamme de technologies comme l’extrusion, le jet d’encre ou la stéréolithographie.

3D Systems, qui n’a cessé ces dernières années de pousser en direction du marché tant convoité de la bioimpression, a également dans son viseur des organes encore plus complexes, notamment le foie. C’est ainsi qu’en novembre dernier, le fabricant américain a mis la main sur Volumetric Biotechnologies, une startup de bio-impression 3D basée à Houston qui fut rachetée pour 400 millions de dollars. La société expliquait alors vouloir s’appuyer sur l’expertise de l’équipe de Volumetric Biotechnologies pour élargir les applications de sa technologie « Print to Perfusion ». Quelques mois plus tôt, le géant américain avait fait l’acquisition d’un autre acteur clef de la bio-impression, un certain Allevi. Développeur de bio-imprimantes 3D basé en Pennsylvanie, celui-ci est quant à lui spécialisé dans les applications de médecine régénérative in vivo, y compris des structures cellulaires qui imitent les tissus naturels, les os et les vaisseaux sanguins.

Soulignant la promesse d’une telle avancée, selon la US Health Resources and Services Administration, ce sont chaque année 150 000 Américains qui décéderaient chaque année de maladies pulmonaires. Tandis que 2 524 patients aux États-Unis ont reçu une greffe de poumon en 2021, au 3 juin 2022 ils étaient encore 1 075 patients sur la liste d’attente nationale de transplantation des poumons aux États-Unis.

Alexandre Moussion