Israël : invention d’un patch cardiaque révolutionnaire

Le Dr. Tal Dvir et son doctorant Ron Feiner du Département de microbiologie moléculaire et biotechnologie de l’Université de Tel-Aviv ont mis au point un patch organique contrôlable à distance pour réparer les tissus cardiaques endommagés. Le nouveau patch, qui combine électronique et tissus vivants est susceptible de révolutionner la recherche cardiaque et de constituer dans un avenir proche une alternative aux problématiques greffes du cœur. La recherche a été publiée le 14 mars 2016 dans la revue Nature Materials.

Contrairement aux autres cellules du corps, les cellules cardiaques ne se reconstituent pas. Aussi la cicatrice qui se créé après un incident cardiaque persiste-t-elle, diminuant les capacités de fonctionnement du cœur. Aujourd’hui la seule solution est la transplantation, mais les listes d’attente sont longues, alors qu’on estime que la moitié des patients ayant subi une atteinte cardiaque sérieuse meurent dans les 5 années qui suivent.

Le “patch cardiaque cyborg” de l’Université de Tel-Aviv pourra bientôt constituer une alternative. Combinant composants organiques et électroniques, il possède des capacités qui dépassent celles du tissu cardiaque humain: comme lui, il se contracte et se dilate, mais en plus, il se régule comme une machine.

“Avec ce patch cardiaque, nous avons intégré l’électronique et les tissus vivants”, commente le Dr. Dvir. “Cela fait très science-fiction, mais c’est une réalité, et nous pensons que cela va faire avancer la recherche cardiaque d’un grand pas. Jusqu’à présent, on pouvait fabriquer des tissus cardiaques organiques, et les résultats obtenus étaient mitigés. A présent, nous avons produit un tissu bionique viable qui assure un fonctionnement correct du tissu cardiaque”.

Le laboratoire d’ingénierie tissulaire et de médecine régénérative du Dr. Dvir à l’Université de Tel-Aviv est depuis ces cinq dernières années à l’avant-garde de la recherche en cardiologie, travaillant au développement de substituts fonctionnels des tissus endommagés de manière permanente par les crises et les maladies cardiaques à l’aide d’outils nano-technologiques sophistiqués. Le nouveau “patch cardiaque cyborg”  remplace non seulement le tissu organique, mais assure également son bon fonctionnement grâce à un système de surveillance à distance.

“Nous avons d’abord veillé à ce que les cellules du patch soient capable de se contracter et de se dilater comme le tissu cardiaque, d’où la nécessité d’utiliser des matériaux organiques, explique le Dr. Dvir. “Mais il était tout aussi important de pouvoir vérifier ce qui se passe dans ce patch après sa pose, et de réguler son fonctionnement. Nous voulions également être en mesure de délivrer des médicaments directement au cœur à partir du patch pour améliorer son intégration dans le corps du patient”.

Pour créer ce nouveau patch bionique, les chercheurs fabriquent une structure biologique qui contient à la fois des cellules souches prélevées sur le patient lui-même (afin que le patch soit bien accepté par l’organisme), des nano-molécules d’or qui améliorent la stimulation électrique, et des polymères électro actifs capables de délivrer des médicaments sur demande. Le patch est créé au moyen d’une imprimante 3D. L’une des innovations de la recherche est l’intégration de composants électroniques qui transforment le patch en “cyber-tissu” possédant des capacités améliorées. Après la greffe du patch par opération, le médecin peut suivre et contrôler son activité à distance au moyen d’impulsions électroniques. “Imaginez qu’un patient assis chez lui, ne se sente pas bien”, explique le Dr. Dvir. “Son médecin sera en mesure de se connecter à son ordinateur et au dossier de ce patient en temps réel; il pourra visualiser les données envoyées à distance à partir de capteurs implantés dans le tissu du patch, évaluer exactement ce qui se passe dans l’organisme du patient, et activer de loin les médicaments nécessaires”.

“L’objectif à long terme est que le patch cardiaque puisse s’autoréguler. En d’autres termes, s’il détecte une inflammation, il délivrera un médicament anti-inflammatoire. S’il détecte un manque d’oxygène, il libérera des molécules qui améliorent la formation des vaisseaux sanguins etc.”.

Le Dr. Dvir examine actuellement comment ce concept pourrait s’appliquer au cerveau et la moelle épinière pour traiter les affections neurologiques. “Il s’agit certainement d’une percée. Mais je ne conseillerais pas pour autant de se jeter sur des cheeseburgers ou d’abandonner tout sport. La mise en pratique de cette technologie peut prendre un certain temps. Entretemps, un mode de vie sain est toujours la meilleure façon de conserver son cœur en bonne santé”.