[Projet] BLOC-PRINT : Reconstitution et greffe de peau par bio-impression 3D

BLOC-PRINT est un projet de recherche coordonné par le Dr Christophe Marquette, directeur de recherche au CNRS et directeur adjoint de l’Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires (Université Lyon1 / CNRS). Soutenu par la Direction générale de l’armement, et l’Agence de l’innovation de défense, il associe la start-up LabSkin Creations, le laboratoire Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire (Université de Lorraine / CNRS) et les Hospices Civils de Lyon. Il vise à mettre au point une technique de chirurgie assistée par bio-impression 3D, afin de reconstituer et de greffer de la peau et du cartilage aux personnes victimes de brûlures.

Un défi médical

Le traitement des personnes blessées par traumatisme, victimes d’explosions et de brûlures est encore aujourd’hui un défi médical.

Les avancées récentes des soins de réanimation et de prise en charge des blessures ont repoussé les limites de survie des patients sévèrement brûlés. Celles-ci ont notamment permis de prendre en charge des patients présentant des brûlures à plus de 90%. Cependant, la greffe de peau des grands brûlés reste une problématique du fait du manque de peau saine.

La technique de référence du traitement de la brûlure profonde et étendue reste le prélèvement de peau saine autologue (provenant de son propre organisme) que l’on greffe sur les zones brûlées. Seulement, pour les personnes brûlées sur plus de 60% de leur surface corporelle, les surfaces saines ne sont pas suffisantes pour le recouvrement immédiat et permanent de toutes les zones brûlées.

L’étude BLOC-PRINT lancée en 2017, pour une durée de 36 mois dans le cadre de l’appel à projet ASTRID, a permis de mettre au point un procédé qui, à partir des cellules de patient, recrée de la peau complète (derme et épiderme) grâce à une technique de bio-impression 3D.

Un procédé novateur

Ce projet très innovant est une première : il consiste à utiliser l’impression 3D à partir de cellules du patient afin de créer de nouveaux tissus qui seront utilisés comme greffons autologues (c’est à dire provenant de l’hôte à greffer). La bioimpression in vivo utilise un bras robotique équipé d’une tête de bioimpression afin de parfaitement combler la brûlure.

Le procédé de bio-impression s’effectue selon plusieurs étapes :

• La première étape consiste à conceptualiser par ordinateur l’architecture du tissu biologique, le plus souvent à partir de données d’imagerie médicale du patient ;
• Une bio-encre contenant des cellules humaines, de grade médical et compatible avec un usage thérapeutique est mise au point ;
• Les paramètres d’impression des bio encres sont ensuite programmés sur la bio imprimante 3D. Les tissus biologiques sont imprimés couche-par-couche à l’aide d’automates, qui reproduisent les motifs conçus par ordinateur en extrudant l’encre biologique ;
• La dernière étape consiste en la maturation du tissu imprimé. Les cellules s’auto-organisent jusqu’à faire émerger des fonctions biologiques spé En une dizaine de jours, la peau se reconstitue d’elle-même.

Cette approche permet d’obtenir des tissus de forme et de compositions complexes, mais surtout de taille suffisante, afin de recouvrir une surface corporelle importante.

Une première mondiale

L’originalité du projet se trouve dans le développement d’un bras automatisé unique au monde. Équipé d’un bio-extrudeur, il s’adapte parfaitement à la morphologie du patient ainsi qu’à la topologie de sa brûlure. La Plateforme Technologique Innovante 3d.FAB de l’Université Lyon1 a été ici déterminante, grâce à ses interactions collaboratives avec à la fois les autres universités impliquées dans le projet et les entreprises leader dans le domaine de la bioimpression.

BLOC-PRINT a été un succès : les résultats inédits ont montré qu’il était possible de développer une bioencre implantable (grade médical), permettant la reconstruction de peau in vivo. Ces résultats préliminaires prometteurs devront être confirmés par une étude préclinique avant d’envisager une étude clinique chez l’homme.

Ce projet représente donc un nouveau paradigme dans le domaine de la médecine réparatrice ainsi qu’un nouvel espoir pour les victimes de traumatologie avec la possibilité d’une reconstruction sur mesure, rapide et autologue des tissus cutanés.

Grâce à cette avancée, les équipes scientifiques pourraient être en mesure de reproduire des organes plus complexes que la peau, tels que des cartilages, des vaisseaux sanguins, des oreilles, des vessies et peut être même des os en céramique.

Pour aller plus loin :

Articles :

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/term.3148
https://www.hindawi.com/journals/sci/2020/2487072/

Vidéo :

https://www.youtube.com/watch?v=KFaFl7N9PQM&t=25s

https://www.youtube.com/watch?v=mDlz9ILoskU