Des Lego au secours de la recherche biomédicale

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Imprimer des tissus humains à moindre coût pour étudier les maladies et développer des traitements adaptés ? C’est le pari que se sont donnés trois chercheurs de l’Université de Cardiff, qui viennent de mettre au point une bio-imprimante 3D plutôt hors du commun et capable de créer des échantillons de tissus humains plus accessibles. Et pour mettre au point cette imprimante 3D, les scientifiques ont misé sur un jouet polyvalent et peu onéreux : des LEGO !

Une bio-imprimante 3D novatrice

Aujourd’hui, la recherche biomédicale fait face à des difficultés toujours plus grandes concernant l’obtention d’échantillons de tissus humains pour avancer dans l’étude des maladies. Des difficultés qui découlent principalement du manque de donneurs mais aussi de la disponibilité limitée d’échantillons spécifiques à certaines études et du manque de données cliniques concernant ces échantillons.

Les chercheurs s’orientent donc de plus en plus vers des alternatives locales plus traçables, mais aussi vers des solutions d’ingénierie tissulaire, chargées de développer des substituts biologiques capables de restaurer, maintenir ou améliorer la fonction des tissus lésés. Mais malgré de grandes avancées dans ce domaine, les coûts encore trop prohibitifs des dispositifs de production comme la bio-impression et les budgets restreints des chercheurs freinent les progrès de ce secteur.

Pour parer à ce problème, une équipe de chercheurs en pharmacie et sciences pharmaceutiques de l’Université de Cardiff a construit une bio-imprimante 3D à partir de briques de Lego et de Lego Mindstorms, la gamme de briques intelligentes programmables de Lego. À noter que, même si des Lego ont déjà été utilisés dans la conception d’imprimantes 3D par le passé, c’est la première fois qu’une imprimante à base de Lego permettra d’imprimer des tissus humains.

L’imprimante utilise une bio-encre à base de gouttelettes d’hydrogel contenant des cellules de peau humaine viable pour imprimer un tissu. Une buse s’occupe de déposer l’encre sur une plaque pour former des couches successives de cellules en trois dimensions, le tout grâce à la supervision d’un Lego Mindstorms chargé de coordonner les mouvements.

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Des impressions au service des maladies de peau

Le résultat final obtenu par la bio-imprimante reproduit un véritable tissu biologique permettant, selon les chercheurs, d’étudier à la fois de la peau saine et malade. En incorporant des cellules malades dans les tissus sains, grâce au changement possible de buse et d’encre dans l’imprimante, les scientifiques pourront observer l’évolution des maladies de la peau mais également tester différents traitements potentiels pour les soigner. Des greffes de peau sont également envisagées à terme.

Bien qu’assez surprenante, l’utilisation de ces jouets dans la construction de l’imprimante s’avère être un véritable atout grâce à la précision de chaque pièce, leur polyvalence et leur prix. En effet, au total, cette bio-imprimante composée des briques de Lego et d’une pompe de laboratoire aura coûté seulement 500 livres sterling (soit près de 560 euros), contre des dizaines voire des centaines de milliers de livres sterlings pour une imprimante 3D classique.

“ Nous avons démontré que, bien qu’elle soit construite à partir d’un outil de construction peu coûteux et simple, cette bio-imprimante est hautement technique et atteint le niveau de précision requis pour produire du matériel biologique délicat sans aucun compromis sur ses performances.”, précise le Dr Castell, l’un des chercheurs de l’étude, dans un article de l’Université.

Les chercheurs ont également décidé de partager les étapes de création de la bio-imprimante via un article paru dans la revue Advanced Materials Technologies pour faciliter l’accès à des équipes de recherche du monde entier.

Avec cette bio-imprimante qui peut être fabriquée par n’importe quel scientifique avec des moyens financiers réduits, les chercheurs de l’Université de Cardiff espèrent faire avancer la compréhension des maladies et rendre possible la personnalisation de la médecine via l’impression des cellules des patients placées en culture.

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Crédits photo : Université de Cardiff