Des ovaires imprimés en 3D ont permis à des souris stériles d’avoir une progéniture

Des souris stériles ont eu la possibilité de porter une progéniture saine, grâce à de nouveaux ovaires imprimés en 3D qui se sont liés à l’afflux sanguin des animaux en une seule semaine et ont commencé à libérer des ovules.

Les chercheurs envisagent maintenant de tester ces ovaires artificiels chez des porcs et si tout se passe bien, des essais humains suivront. Les chercheurs espèrent que les organes fabriqués en laboratoire auront un jour une utilité pour les femmes dont le système de reproduction a été endommagé par des traitements contre le cancer.

Selon la scientifique de la reproduction Teresa K. Woodruff, de l’Université Northwestern qui a participé à la recherche :

Cette recherche montre que ces ovaires bioprothétiques ont une fonction durable à long terme.

L’utilisation de la bio-ingénierie, au lieu de transplanter à partir d’un cadavre, pour créer des structures organiques qui fonctionnent et restaurer la santé de ce tissu pour cette personne, est le Saint Graal de la bio-ingénierie de la médecine régénératrice.

Woodruff et son équipe ont produit les ovaires artificiels en utilisant de la gélatine comme “encre” dans l’imprimante 3D, un type d’hydrogel biologique qui est moins susceptible d’être rejeté par le corps. Celui-ci est également poreux, ce qui l’aide à interagir avec les tissus et l’afflux sanguin de l’hôte.

Image d’entête : Un scientifique présente un échafaudage pour un ovaire de souris bioprothétique composé de gélatine. (Université Northwestern)

Les hydrogels sont composés à 99 % d’eau et d’un peu de polymère, ils sont donc plutôt mous, mais l’équipe de l’université Northwestern a pu manipuler leur encre de gélatine pour lui donner une qualité souple et ferme à la fois.

Selon l’un des chercheurs, Ramille Shah :

La plupart des hydrogels sont très mous, car ils sont constitués principalement d’eau, et s’effondreront sur eux-mêmes.

Mais nous avons trouvé une température de gélatine qui lui permet de s’autosupporter, pas d’effondrement, et de permettre la construction de plusieurs couches. Personne d’autre n’a pu imprimer de la gélatine avec une géométrie aussi bien définie.

Cela semble assez simple, mais la survie des organes dépendait entièrement du modèle spécifique des pores dans l’échafaudage 3D. Chaque trou devait être placé stratégiquement dans les différentes couches de maillages pour contenir des dizaines de follicules fonctionnels, les sacs contenant les ovules immatures, et leur permettre de se développer.

Une vue au microscope de la structure de gélatine utilisée pour imprimer en 3D l’implant bioprothétique d’ovaire de souris. (Université Northwestern)

Selon Shah :

Vous devez loger à la fois les petits et les grands, et vous devez avoir un environnement qui peut fournir un échange entre ces follicules, car c’est ainsi que les ovaires naturels ne signalent qu’à certaines d’ovuler.

Les pores doivent également être organisés pour assurer une bonne circulation sanguine à travers les ovaires artificiels.

L’équipe affirme que c’est la première étude à démontrer à quel point cette configuration est essentielle pour assurer le succès sur le long terme des ovaires artificiels.

Les organes ont été transplantés chez des souris femelles dont les ovaires ont été enlevés chirurgicalement, et des sept qui se sont accouplés après l’implant, trois ont donné naissance à une progéniture. Les trois portées, dont chacune comprenait au moins deux souriceaux, étaient en parfaite santé.

Les mères ont également été capables d’allaiter, ce qui signifie que leurs signaux hormonaux étaient toujours en état de fonctionner après leur avoir retiré leurs ovaires naturels.

A quand pour l’humain ?

L’équipe espère étendre son “modèle” d’ovaire artificiel et imprimer des versions plus grandes en 3D pour des cochons infertiles. Si tout va bien, ils envisagent d’introduire progressivement la technologie aux patients humains, en commençant par des structures qui ne remplacent que la production d’hormones, avant de travailler sur des organes artificiels entièrement fonctionnels.

Cela serait particulièrement important chez les jeunes patientes atteintes d’un cancer, qui doivent encore passer par la puberté et qui ont besoin que leurs ovaires artificiels se développent avec elles.

Selon les chercheurs :

Ce qui arrive avec certaines de nos patientes atteintes d’un cancer, c’est que leurs ovaires ne fonctionnent pas à un niveau suffisamment élevé et qu’elles doivent utiliser des thérapies de remplacement hormonal pour déclencher la puberté.

Le but de cet échafaudage est de récapituler comment un ovaire fonctionnerait. Nous pensons à la situation dans son ensemble, c’est-à-dire à chaque étape de la vie de la fille, de la puberté jusqu’à l’âge adulte jusqu’à une ménopause naturelle.

Nous aurons encore quelques années à attendre avant des essais humains. La capacité d’imprimer des répliques en 3D entraînerait une énorme différence dans le futur, car une fois que le modèle sera bon, il devrait être facile de le mettre à l’échelle et de le reproduire.

L’étude publiée dans Nature Communications : A bioprosthetic ovary created using 3D printed microporous scaffolds restores ovarian function in sterilized mice.