Des chercheurs du Cedars-Sinaï Medical Center de Los Angeles, aux États-Unis, ont réussi à placer la version miniature d’un cœur humain à l’intérieur d’une puce électronique. Ce nouveau cœur-puce, aussi gros que le tiers d’un grain de riz, pourrait être utilisé pour mener des expériences.
Contrairement à ces prédécesseurs, ce nouveau modèle de cœur sur puce se démarque par la complexité de l’organoïde utilisé. Ce dernier possède toutes les structures essentielles qui permettent à un cœur de fonctionner, comme des ventricules ou des oreillettes.
En outre, le micro-cœur a été fabriqué à partir de cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSC) spéciales qui sont capables de battre comme des cellules cardiaques humaines. Elles s’excitent à raison de 60 battements par minutes. Les hiPSC sont utilisées en recherche, car elles peuvent se transformer en n’importe quel autre type de cellules.
Grâce à ce nouveau modèle de cœur sur puce les chercheurs espèrent donc découvrir des aspects de la physiologie cardiaque, inconnue jusqu’alors.
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Un modèle de choix pour mener des expériences
La simulation de versions miniaturisées d’organes humains est un aspect de la recherche médicale qui est apparue récemment. Il ne s’agit donc pas des premiers travaux réalisés pour créer des puces électroniques permettant de simuler des parties du corps humain à petite échelle. Cependant, il s’agit du premier modèle de cœur humain miniaturisé qui fonctionnerait comme un cœur vivant.
Il s’agit d’une avancée importante dans la mesure où les modèles animaux utilisés habituellement présentent de nombreux défauts. Pour ne citer que l’organisation des vaisseaux sanguins qui est très différente des nôtres. Ce cœur-puce pourrait donc devenir une alternative aux cœurs d’animaux pour mener efficacement des expériences en laboratoire. Les chercheurs ont d’ailleurs souligné que :
« Les systèmes multilignes basés sur les hiPSC, tels que la puce cardiaque présentée ici, pourraient réduire la dépendance à l’égard des modèles animaux traditionnellement utilisés pour les tests précliniques de cardiotoxicité des médicaments. »
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Des nombreuses percées à venir en pharmacologies
L’équipe a également estimé que leur puce jouera un rôle important dans l’amélioration des traitements anticancéreux. Ces médicaments perturbent l’activité électrique du cœur et provoquent des arythmies. C’est le cas notamment de médicaments utilisés en chimiothérapies comme la mitoxantrone. On utilise cette dernière pour traiter le cancer du sein, la leucémie ou la sclérose en plaque.
La micro-puce pourrait alors simuler le flux sanguin et les mouvements mécaniques du cœur en réponse à certaines molécules, afin de permettre de prédire les problèmes de toxicité potentiels liés à un traitement médicamenteux. En outre, elle aiderait également à explorer plus en avant le fonctionnement du cœur humain. Les chercheurs pourraient observer en direct les phénomènes induits par la nécrose des tissus cardiaques, par exemple. Cette connaissance pourrait ensuite être utilisée pour chercher le moyen de soigner ces maladies cardiaques graves ou rendre les traitements actuels plus sûrs.
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