CARNAVAL DE BLOGUES : L’impression 3D peut-elle inverser le vieillissement?

25 août 2021 — En tant que chef de file dans le domaine émergent de la bio-impression et créatrice d’échafaudages de biomatériaux pour faciliter la différenciation des cellules souches pluripotentes induites (CSPi), Stephanie Willerth, Ph. D., professeure et titulaire de la chaire de recherche du Canada en génie biomédical à l’Université de Victoria, s’attaque aux maladies neurodégénératives associées au vieillissement. Le Réseau de cellules souches s’est adressé à Mme Willerth pour connaître son point de vue sur la réversibilité du vieillissement.

J’ai passé toute ma vie d’adulte à réfléchir à l’ingénierie des tissus neuronaux à partir de cellules souches. J’ai donc trouvé intriguant le thème de la série de blogues de ce mois-ci organisée par Signals, qui indique que le vieillissement est bien plus réversible que nous le pensions. L’apprentissage de la science qui a rendu possible le clonage de la brebis Dolly et la capacité des cellules souches à générer des organismes entiers font partie des raisons pour lesquelles j’ai été fascinée par les cellules souches à l’école secondaire. De même, la reprogrammation cellulaire – qui consiste à faire passer une cellule somatique d’un état à un autre – présente un grand potentiel pour les thérapies régénératrices. Par exemple, des cellules de la peau peuvent être converties en neurones – les cellules responsables de l’envoi et de la transmission des informations dans le système nerveux – à l’aide des technologies de reprogrammation cellulaire. Ces recherches suggèrent que les cellules peuvent être manipulées pour changer leur destinée – ce qui indique leur plasticité et fournit un mécanisme potentiel pour inverser le processus de vieillissement. La modification génétique à l’aide de méthodes comme CRISPR a facilité la manipulation du comportement cellulaire, rapprochant ainsi cette technique de reprogrammation cellulaire de l’utilisation clinique chez les humains. D’autres études intéressantes ont démontré que la perfusion de sang de souris jeunes à des souris plus âgées peut également contribuer à atténuer certains des effets du vieillissement, ce qui laisse entrevoir la possibilité d’inverser ces effets à plus grande échelle.

Mon groupe de recherche a utilisé la bio-impression 3D pour générer des tissus neuronaux à partir de cellules souches, un outil important pour étudier les maladies neurodégénératives associées au vieillissement et trouver des moyens d’inverser ces effets. Par exemple, notre collaborateur, le Dr Haakon Nygaard, titulaire d’un doctorat en médecine à l’Université de la Colombie-Britannique, obtient des lignées de cellules souches de ses patients atteints de la maladie d’Alzheimer. Ces cellules peuvent ensuite être différenciées en cellules présentes dans le cerveau et, en vieillissant, elles présentent les symptômes de la maladie d’Alzheimer.

Notre groupe a observé des effets similaires lorsque nous avons effectué des bio-impressions 3D de tissus neuronaux en utilisant ces lignées de cellules malades. Notre objectif est d’utiliser ces tissus imprimés en 3D comme outil de dépistage de médicaments potentiels en déterminant s’ils peuvent ralentir ou inverser ces symptômes dans nos tissus neuronaux imprimés en 3D. Dans un article récent de notre laboratoire, nous avons utilisé la bio-impression pour créer un modèle de glioblastome – un type mortel de cancer du cerveau – dans lequel des cellules saines et cancéreuses étaient présentes. Nous avons démontré comment un nouveau médicament anticancéreux pouvait tuer de façon sélective les cellules cancéreuses tout en épargnant les cellules saines présentes dans ces modèles de tissus bio-imprimés, ce qui nous permet de valider que ces tissus peuvent être un outil important pour le dépistage de médicaments potentiels.

La bio-impression 3D à l’aide de cellules souches dérivées de patients offre une voie passionnante pour la médecine personnalisée, car elle permet de générer de grandes quantités de tissus humains qui peuvent être utilisés pour évaluer des médicaments potentiels en remplacement des modèles animaux. De plus, la bio-impression 3D a le potentiel de produire des tissus et des organes à la demande, une méthode qui peut également être utilisée pour traiter les effets du vieillissement. Parmi les défis à relever lors de la bio-impression de constructions plus grandes comme des organes, citons l’approvisionnement en cellules en quantité suffisante pour produire ces tissus, l’incorporation de vaisseaux sanguins dans les tissus et la garantie d’une fonctionnalité appropriée. Dans l’ensemble, l’impression 3D présente un potentiel énorme pour la lutte contre le vieillissement.

Pour en savoir plus sur nos technologies, voici quelques articles du laboratoire Willerth:

Commentaires sur l’utilisation de la bio-impression 3D pour la maladie d’Alzheimer

Article récent sur la bio-impression de tissus neuronaux similaires au cerveau

Document de synthèse sur les bio-encres naturelles

Notre article n’est que l’un des nombreux articles traitant de ce sujet dans le cadre de la sixième série annuelle de blogues de Signal. Veuillez cliquer ici pour lire ce que d’autres blogueurs pensent de ce sujet.