Imprimée en 3D, elle a tout d’une véritable oreille humaine

En 2011, votre Guru vous présentait le travail des scientifiques de l’Université Cornell sur une imprimante 3-D, une bio-imprimante, capable de fabriquer de la peau et des oreilles humaines. Récemment, après moult peaufinement et essais, et après trois mois à se développer dans un laboratoire, une oreille artificielle ressemble et se comporte plus comme une oreille naturelle que les précédentes tentatives.

Des chercheurs de l’Université Cornell ont donc enfin réussi à fabriquer une oreille humaine transgénique qui ressemble et agit comme une naturelle. Ils espèrent être en mesure de donner aux enfants atteints d’une malformation congénitale rare, une nouvelle oreille imprimée en 3-D qui est spécialement conçue pour s’adapter.

Les enfants atteints de microtie sont nés avec une oreille externe (Pavillon auriculaire) déformée ou manquante, parfois sans même une ouverture. Même s’ils peuvent avoir une oreille interne complètement formée, il est difficile pour eux d’entendre sans la structure externe, pour ne pas parler de l’impact psychologique d’avoir une déformation bien visible.

En règle générale, le traitement de la microtie implique de multiples interventions chirurgicales sur plusieurs mois, voire des années, souvent à l’aide du cartilage de la cage thoracique de l’enfant. Il y a beaucoup d’inconvénients à cette approche, y compris un nombre limité de cartilages qui peut être prélevé et les complications qui surviennent à l’endroit où il est récolté.

Les scientifiques ont longtemps cherché une façon de concevoir de nouveaux tissus pour la reconstruction, encore récemment avec la mise au point d’une imprimante 3D capable d’utiliser des cellules souches, mais les précédentes tentatives d’oreilles transgéniques ont perdu leur forme au fil du temps ou les cellules à l’intérieur ont dépéri.

Sur trois mois d’observation, les chercheurs de Cornell ont constaté que leur oreille imprimée en 3-D était plus souple et plus durable que d’autres oreilles transgéniques. Par l’utilisation de l’impression 3-D ils ont également pu imiter l’anatomie réelle de l’oreille du patient, car les enfants avec une microtie ont, habituellement, seulement une oreille de touchée, celle qui reste peut donc être utilisée comme modèle.

Ils ont utilisé un balayage laser et la photographie panoramique pour créer une image 3-D de l’oreille d’une enfant de 5 ans et l’ont ensuite constitué à l’aide d’une imprimante 3D (image d’entête) dans un moule rempli d’un dense collagène animal (queue de rat) et 250 millions de cellules cartilagineuses récoltées sur des vaches.

Le professeur de bio-ingénierie à l’Université Cornell et co-auteur Laurent Bonassar explique en partie le processus d’impression 3-D dans la vidéo ci-dessous :

L’ensemble du processus ne prend que quelques jours. Une fois l’oreille extraite du moule, les chercheurs l’ont laissé en culture avant de l’implanter dans le dos d’un rat. Après seulement une semaine, les chercheurs ont rapporté que l’oreille fabriquée ressemblait plus à une oreille naturelle que toutes les précédentes tentatives.

Ci-dessous : Lawrence Bonassar présente son oreille imprimé en 3D. (photo Lindsay France, Université Cornell)

Après trois mois, les cellules du cartilage ont remplacé l’échafaudage de collagène de l’animal. Tout ce qui restait était le cartilage qui se trouve dans une oreille naturelle. L’oreille transgénique serait plus susceptible d’être implantée avant que les oreilles de l’enfant n’aient atteint environ 80% de leur taille adulte, aux alentours de 5 ou 6 ans. On ne sait pas encore si l’implant continuera à grandir avec l’enfant, mais le coauteur Jason Spector théorise que c’est possible. L’oreille malformée serait alors supprimée et remplacée par l’implant, en chirurgie.

Les chercheurs espèrent, à l’avenir, être en mesure d’utiliser les cellules du cartilage de l’homme dans le moule. Ils estiment que d’ici trois ans, ils devraient pouvoir tester le premier implant chez l’homme.

L’étude publiée sur  PLOS One : High-Fidelity Tissue Engineering of Patient-Specific Auricles for Reconstruction of Pediatric Microtia and Other Auricular Deformities. L’annonce sur le site de l’Université Cornell : Bioengineers print ears that look and act like the real thing.