Des scientifiques polonais ont imprimé le premier pancréas bionique au monde avec des vaisseaux

Cellules de glande

Le premier pancréas bionique au monde avec des vaisseaux sanguins a été imprimé par des scientifiques polonais de la Fondation pour la recherche et le développement scientifique, un travail unique dirigé par le Dr Michal Wshola . En avril, les scientifiques prévoient d'implanter les pétales et les îlots du pancréas chez la souris pour tester leur fonction dans un organisme vivant. Des expériences sur les porcs sont prévues pour octobre 2019.

"Personne n'a jamais développé un organe parenchymateux avec une vascularisation complète", a déclaré le chirurgien transplanteur Dr Michal Vshola. Auparavant, il a développé une nouvelle méthode pour le traitement mini-invasif du diabète compliqué en utilisant la transplantation endoscopique d'îlots pancréatiques sous la muqueuse gastrique. Son nouveau projet, le pancréas bionique, pourra également à l'avenir traiter le diabète.

Le pancréas imprimé se compose exclusivement d'îlots pancréatiques; elle n'a pas de fonction exocrine . Les chercheurs pensent qu'elle sera en mesure de restaurer la production d'insuline dans le corps d'un patient diabétique. Actuellement, cela n'est possible qu'en administrant l'hormone à l'aide d'un distributeur ou d'une pompe à insuline.



Michal Vshola, chirurgien, expert en transplantation

«Le pancréas humain produit du jus pancréatique , qui nous aide à digérer les aliments. Elle porte également environ un million d'îlots pancréatiques, de petites protubérances constituées de cellules alpha et bêta qui produisent de l' insuline et du glucagon . Les îlots pancréatiques sont endommagés chez les personnes atteintes de diabète, ils n'ont pas de cellules qui produisent de l'insuline et du glucagon. Seul le jus pancréatique est produit. Par conséquent, ils utilisent des injections d'insuline. Nous avons décidé de développer un organe qui produira de l'insuline et du glucagon à l'aide de cellules alpha et bêta », a déclaré le Dr Vshola à PAP dans une interview.

Des scientifiques polonais ont pris des cellules d'îlots d'animaux et les ont mélangées avec de la bio - encre - une substance qui permet aux cellules de survivre. La bio-imprimante a commencé à les placer dans le bioréacteur conformément au schéma tridimensionnel développé précédemment. En même temps, à l'aide d'une deuxième seringue, les chercheurs ont imprimé des vaisseaux sanguins à travers lesquels le sang circulerait dans l'organe.

«Après avoir imprimé notre pancréas, nous n'avons pas vu à quel point il était naturel, nous ne nous y sommes pas intéressés du tout. Nous avons confirmé que nous pouvions imprimer un organe de 1 à 1,5 cm d'épaisseur et que cet organe a un système vasculaire dense de sorte que toutes les cellules des îlots du pancréas sont bien fournies en glucose et en oxygène », explique le Dr Vshola.

Les ingénieurs polonais devaient créer la bonne bio-encre, car aucune des encres existantes ne convenait à cette expérience. Une autre difficulté était de s'assurer que le liquide dans la seringue, dans la cartouche - après impression et exposition à des facteurs physiques et chimiques - devienne dense et forme des couches, et conserve également sa structure.

«Une étude mathématique nous a permis d'évaluer le fonctionnement de cet organe après l'activation du flux sanguin. Comment le sang se comportera dans cet organe, en fonction de diverses valeurs de sa pression et de l' hématocrite - le nombre de globules rouges dans le sang. " Certains vaisseaux ont dû être allongés, d'autres ont dû être raccourcis », explique le Dr Vshola.



Scientifiques au travail

En avril, des pétales pancréatiques avec des îlots seront testés sur des souris. Ces tests se termineront en juin. En octobre 2019, un gros fragment du pancréas de plusieurs centimètres de taille avec des vaisseaux sera testé sur des porcs. «Nous devons vérifier comment l'organe fonctionnera dans un organisme vivant, comment la microcirculation se formera en lui et comment sa structure changera», explique le Dr Vshola.

Selon le médecin, personne ne l'a fait auparavant. «Dans d'autres expériences, des échafaudages biodégradables sont peuplés de cellules puis implantés chez l'homme. Cela ne peut être utilisé que pour certains types de tissus, tels que le cartilage, les os, la trachée ou la vessie, mais pas pour le foie, le pancréas, les reins ou les poumons, car ce sont des organes parenchymateux qui ont besoin d'un système vasculaire. La vascularisation était un gros problème », dit-il.

«Le 14 mars, lors d'une vente aux enchères caritative d'articles scientifiques, nous présenterons les résultats de nos travaux sur le pancréas bionique et espérons établir des contacts avec l'entreprise en vue de son développement», explique le Dr Vshola. Il explique que c'est ce pancréas bionique qui a été imprimé à partir de cellules de porc: "Mais ce n'est pas important, car nous le considérons comme un exemple."

Le projet d'impression 3D du pancréas bionique, mis en œuvre par la Fondation pour la recherche et le développement scientifique , est cofinancé par le Centre national de recherche et de développement dans le cadre du programme STRATEGMED III. Les membres du consortium comprennent l' Institut Nencki , l' Université de technologie de Varsovie , l' Université médicale de Varsovie , l'Hôpital Infant Jesus et MediSpace . Le but du projet est de produire du pancréas personnalisé à partir des cellules souches du patient, ce qui éliminerait la réponse immunitaire.

Les initiateurs et fondateurs de Cellink , pionnier de la bio-impression 3D, sont intéressés par des recherches sur le consortium polonais. Eric Gatenholm et Hector Martinez visiteront le laboratoire de la Fondation et participeront à une vente aux enchères caritative visant à collecter des fonds pour la recherche.