Faire progresser la bio-impression de cellules vivantes pour la médecine régénérative

Résultat attendu :

Ce sujet vise à soutenir des activités qui permettent ou contribuent à un ou plusieurs impacts attendus de la destination « Développer et utiliser de nouveaux outils, technologies et solutions numériques pour une société saine ». À cette fin, les propositions relevant de ce sujet devraient viser à produire des résultats qui sont orientés vers, adaptés à et contribuent à la plupart des résultats attendus suivants :

• Les scientifiques biomédicaux du monde universitaire et de l'industrie auront accès à des unités complètes de bio-impression conçues pour régénérer les tissus humains.
• Les professionnels de la santé acquièrent des informations sur l'utilisation sûre et efficace des équipements permettant des thérapies avancées avec des tissus humains bio-imprimés.
• Les prestataires de soins de santé disposent d'outils leur permettant de traiter des affections pour lesquelles il existe un besoin médical non satisfait.
• Les patients individuels bénéficieront d'une approche personnalisée de leur état médical respectif grâce à la solution de médecine régénérative bio-imprimée.

Portée :

La bio-impression 3D fonctionnelle spécifique aux tissus de cellules vivantes a fait des progrès significatifs en tant que nouvelle approche pour les applications de transplantation en médecine régénérative. Il existe actuellement plusieurs types de technologies de bio-impression en développement pour la réparation de différents tissus ou organes ciblés. Pour libérer pleinement le potentiel des constructions cellulaires bio-imprimées pour la médecine régénérative, plusieurs goulots d'étranglement doivent encore être surmontés. Diverses études sur des modèles précliniques ont montré que les constructions ou tissus cellulaires bio-imprimés sont très prometteurs pour la médecine régénérative, en permettant l'impression de greffes de tissus autologues, évitant ainsi les réactions indésirables greffon-hôte. Cependant, la traduction de ces approches en milieu clinique (c'est-à-dire chez l'homme) et leur application aux organes internes doivent encore être étudiées et démontrées. Selon le site cible réel (c'est-à-dire le tissu ou l'organe défectueux dans le corps humain), différentes approches de bio-impression peuvent être préférables. Pour l'impression de tissus complexes et surtout d'organes entiers, une approche in vitro suivie d'une transplantation est la voie préférée. La bio-impression « in situ », parfois aussi appelée « in vivo » ou « intraopératoire », reflète un processus de bio-impression réalisé sur un sujet vivant dans un cadre chirurgical et présente dans certains cas (par exemple, la réparation tissulaire) des avantages par rapport à une technique de bio-impression in vitro suivie d'une transplantation. La bio-impression in situ implique la structuration directe de bio-encres sur le corps d'un patient au site cible, permettant une construction précise d'une structure tissulaire correspondant au site dans l'emplacement physiologique réel où la régénération ou la réparation est nécessaire. En tant que telle, la bio-impression in situ permet une grande adaptabilité, un risque réduit de contamination, une viabilité cellulaire, une fonction et une intégration de l'hôte améliorées. Les densités cellulaires élevées présentes dans les organes vitaux humains soulignent l'importance des bio-encres qui contiennent moins de biomatériaux supplémentaires comme matrice. Par conséquent, la bio-impression de constructions cellulaires qui comprennent des densités cellulaires de type tissulaire natif peut faciliter la réparation et/ou la régénération de tissus complexes ou d'organes internes défectueux. Pour de telles approches, une ingénierie méticuleuse de l'équipement de bio-impression est nécessaire, impliquant une instrumentation micro-chirurgicale sophistiquée et des plateformes d'imagerie médicale. Pour atteindre la fonction souhaitée et pour imiter les signaux naturels dans les tissus natifs pour les bio-constructions imprimées in vitro, l'utilisation de stimuli supplémentaires est nécessaire, tandis que les approches in situ reposent normalement sur le corps comme bioréacteur naturel fournissant les signaux extracellulaires nécessaires. Récemment, des combinaisons de bio-impression in situ avec des stimuli en temps réel ont été étudiées, même pour la réparation d'organes internes. Cependant, il reste des goulots d'étranglement à surmonter, comme l'intégration avec les modalités d'imagerie existantes et les procédures chirurgicales ou la stabilité et la fonctionnalité à long terme de la bio-création…