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L’organe vivant sur puce pourrait bientôt remplacer les tests sur les animaux

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Si une équipe de bio-ingénieurs de Harvard parvient à ses fins, les tests et l’expérimentation sur les animaux pourraient bientôt être remplacés par des technologies d’organes sur puce. Comme les SoC (système sur puce), qui transforment la majeure partie d’un ordinateur numérique en une seule puce, un organe sur puce cherche à reproduire les fonctions d’un organe humain sur une puce informatique.

Dans le cas de Harvard, son institut Wyss a maintenant créé un poumon sur puce vivant, un cœur sur puce et, plus récemment, un boyau sur puce.

Gut sur une puceNous ne parlons pas de puces de silicium simuler les fonctions de divers organes humains, soit. Ces organes sur puce contiennent de vraies cellules humaines vivantes. Dans le cas de l’intestin sur puce, une seule couche de cellules intestinales humaines est forcée de se développer sur une membrane flexible et poreuse, qui est fixée aux parois en plastique transparent de la puce. En appliquant une pompe à vide, la membrane s’étire et recule, tout comme un intestin humain faisant des mouvements de péristaltisme. Il est si proche de la réalité que le boyau sur puce favorise même la croissance de microbes vivants à sa surface, comme un véritable intestin humain.

Dans un autre exemple, l’Institut Wyss a construit un poumon sur puce, qui a des cellules pulmonaires humaines sur le dessus, une membrane au milieu et des cellules capillaires sanguines en dessous. L’air circule au-dessus, tandis que le vrai sang humain coule en dessous. Encore une fois, une pompe à vide fait se dilater et se contracter le poumon sur puce, comme un poumon humain.

Ces puces sont également assez étroitement liées à l’émergence récente du laboratoire sur puce (LoC), qui combine la microfluidique (contrôle exact de petites quantités de fluide) et la technologie du silicium pour accélérer massivement l’analyse des systèmes biologiques, tels que comme ADN. C’est grâce aux LoCs que nous pouvons séquencer des génomes entiers en quelques heures seulement — une tâche qui prenait auparavant des semaines ou des mois.

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Ces organes humains sur puce peuvent être testés comme un sujet humain – et le fait qu’ils soient complètement transparents est évidemment une aubaine assez importante pour l’observation également. Pour tester un médicament, les chercheurs ajoutent simplement une solution du composé à la puce et voient comment les cellules intestinales (ou cardiaques ou pulmonaires) réagissent. Dans le cas du poumon sur puce, l’équipe Wyss teste la façon dont le poumon réagit à d’éventuelles toxines et polluants. Ils peuvent également voir à quelle vitesse les médicaments (ou les aliments) sont absorbés ou tester les effets des probiotiques.

Peut-être plus important encore, ces puces pourraient nous aider à mieux comprendre et traiter les maladies. De nombreuses maladies humaines n’ont pas d’analogue animal. Il est très difficile de trouver un médicament qui combat la maladie de Crohn lorsque vous ne pouvez pas tester efficacement votre médicament sur des animaux au préalable – un problème qui pourrait être facilement résolu avec le gut-on-a-chip. De même, il est très courant que les médicaments réussissent les tests sur les animaux, mais échouent ensuite sur les humains. Supprimer les tests sur les animaux de l’équation permettrait d’économiser du temps et de l’argent, et dissiperait également toute préoccupation éthique.

Poumon sur pucePour aller de l’avant, le Wyss Institute, avec un financement de la DARPA, étudie actuellement une rate sur puce. Cela ne sera cependant pas utilisé à des fins pharmaceutiques; au lieu de cela, la DARPA veut créer une «rate portable» qui peut être insérée dans les soldats pour aider à combattre la septicémie (une infection du sang).

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Et c’est là que réside le nœud du problème : si vous pouvez créer une puce qui imite parfaitement la rate, le foie ou l’intestin, alors qu’est-ce qui vous empêche d’insérer ces puces dans les humains et de remplacer ou d’augmenter vos organes actuels ? Au lieu de vous faire grossir les seins, vous pourriez un jour faire grossir votre foie, pour mieux faire face à votre alcoolisme. Ou comment nous connectons toutes les puces d’organes ensemble et créons un humain sur puce complet ?

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