L’impression 3D d’une valve cardiaque vivante représente un espoir de guérison pour certains enfants atteints de malformation cardiaque. Plongée au cœur d’un exploit remarquable du génie tissulaire.
Imaginez des valves cardiaques artificielles qui imitent parfaitement des valves naturelles. À Sainte-Justine, on se travaille sur ce rêve. Plus tôt cette année, le chercheur Houman Savoji et le doctorant Arman Javari ont réalisé un exploit remarquable : l’impression 3D d’une valve cardiaque fonctionnelle.
Cette valve a exactement la texture d’une vraie valve cardiaque et se comporte de la même manière : les premiers tests en laboratoire avec des pompes mécaniques sont prometteurs et ont permis de constater qu’elle reproduisait le mouvement naturel d’une valve, sans obstacle au flot sanguin et sans fuite pendant la fermeture de la valve, permettant au cœur de pomper le sang dans le système circulatoire.
Mais si cette prouesse du génie tissulaire soulève tant d’enthousiasme, c’est surtout que les caractéristiques des nouveaux matériaux développés ont des propriétés tant recherchées : ils ne sont pas rejetés par le système immunitaire, ils démontrent le potentiel de s’intégrer avec d’autres tissus, et ils peuvent être ensemencés avec des cellules vivantes qui prendront racine dans la valve imprimée.
Combler une lacune énorme en médecine pédiatrique
Selon le Dr Gregor Andelfinger, cardiologue pédiatrique et chercheur au CHU Sainte-Justine, plusieurs centaines d’enfants au Canada ont chaque année besoin d’un remplacement de valve. Il s’agit donc d’une intervention chirurgicale très fréquente en pédiatrie.
Actuellement, ce sont des valves mécaniques ou biologiques qui sont greffées aux petits patients. Comme celles-ci ne sont pas vivantes, elles ont tendance à accumuler du calcium ou à se fissurer, ce qui entraîne une dysfonction. L’enfant greffé commence à être fatigué et essoufflé et il a une drôle de sensation au niveau de la poitrine. Résultat : il faut procéder à une autre opération pour remplacer la valve défectueuse.
Bien plus, comme les enfants et leur cœur sont en plein développement, les valves mécaniques ou animales deviennent rapidement trop petites et doivent être changées pour s’adapter à la croissance de l’organe. Pour un enfant opéré dès son plus jeune âge, cela peut représenter plusieurs interventions chirurgicales avant l’âge adulte.
« Les malformations cardiaques ont un impact profond sur la vie quotidienne des enfants et des familles. Heureusement, aujourd’hui, on est capable de bien opérer cette malformation, sauf qu’on est toujours dans un répit provisoire. Les familles savent qu’il va falloir intervenir de nouveau, ce qui génère beaucoup d’anxiété. Si on avait une valve cardiaque vivante, on pourrait avoir l’espoir d’une véritable réparation. »
Une bio-encre unique au cœur de l’exploit
La valve cardiaque produite par le chercheur Houman Savoji et son doctorant Arman Jafari promet justement combler cette lacune puisque, avec les propriétés prometteuses des nouveaux matériaux développés, les chercheurs pourront tester le potentiel de croissance des nouvelles valves.
Cette réalisation fascinante appartient au domaine du génie tissulaire, une discipline scientifique particulièrement prometteuse qui combine des méthodes et des savoirs de l’ingénierie et des sciences de la vie. L’objectif est de produire des tissus ou des organes artificiels à partir de cellules souches spécifiques au patient, qui ont été dirigées vers leur « destination cible » au laboratoire. Le génie tissulaire permet d’imprimer des structures (aussi appelés « échafaudages ») avec une bio-encre, soit un matériau spécial combinant des biomatériaux et des cellules. Les cellules souches peuvent ensuite croître sur la structure jusqu’à la remplacer complètement par un tissu vivant. Autrement dit, on vise à utiliser la force régénératrice du corps du patient lui-même pour réparer la dysfonction.
Crédit photo : Véronique Lavoie
« Les valves cardiaques imprimées avec la bio-encre unique que nous avons développée sont biomimétiques, c’est-à-dire qu’elles imitent leurs homologues naturelles. Elles s’ouvrent et se ferment comme de vraies valves et fonctionnent normalement dans un environnement reproduisant le corps humain. »
Comme les cellules utilisées pour produire la valve cardiaque proviennent du patient lui-même, les risques de rejet associés à d’autres types de greffes sont considérablement réduits.
Crédit photo : Véronique Lavoie
Du laboratoire au chevet des patients
Le chercheur et son doctorant doivent encore traverser de nombreuses étapes avant que la technologie soit disponible pour les petits patients. Après la publication dans une prestigieuse revue scientifique, on passera au cours des prochaines années à un développement et à des tests tout comme pour une valve mécanique. En fait, les chercheurs exigent que leurs nouvelles valves passent tous les tests prévus par les normes internationales en vigueur à cet effet. Tout porte à croire que les résultats seront concluants.
« Le soutien de la communauté pour la recherche est crucial. Cet appui nous donne toute la liberté nécessaire pour générer des avancées scientifiques comme la valve cardiaque vivante et les emmener jusqu’au chevet des patients. »
Ce genre de projets ambitieux qui transformeront les soins de demain est un exemple concret de l’impact de votre soutien à la cause de Sainte-Justine. En aidant les chercheurs à voir grand, vous leur donnez les moyens de se maintenir à la fine pointe de la science et semez l’espoir d’un lendemain en meilleure santé pour des milliers d’enfants et leur famille.
