Des scientifiques ont mis au point une plateforme de bio-impression 3D permettant d'assembler des tissus neuronaux humains fonctionnels . Les cellules progénitrices présentes dans ces tissus se développent pour former des circuits neuronaux et établir des connexions fonctionnelles avec d'autres neurones, imitant ainsi les tissus cérébraux naturels . Il s'agit d'une avancée majeure dans le domaine de l'ingénierie tissulaire neuronale et de la bio-impression 3D. Ces tissus neuronaux bio-imprimés peuvent être utilisés pour modéliser des maladies humaines (telles que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, etc.) dues à une altération des réseaux neuronaux. Toute étude des maladies cérébrales nécessite de comprendre le fonctionnement des réseaux neuronaux humains.
La bio-impression 3D est un procédé additif où un biomatériau naturel ou synthétique approprié (bio-encre) est mélangé à des cellules vivantes et imprimé, couche par couche, pour former des structures tridimensionnelles imitant les tissus naturels. Les cellules se développent dans la bio-encre et les structures se forment pour reproduire les tissus ou organes naturels. Cette technologie trouve des applications en médecine régénérative pour la bio-impression de cellules, de tissus et d'organes, ainsi qu'en recherche comme modèle pour étudier le corps humain in vitro , notamment le système nerveux.
L'étude du système nerveux humain se heurte à des limitations dues à l'indisponibilité d'échantillons primaires. Les modèles animaux sont utiles, mais présentent des différences interspécifiques, d'où l'impératif de développer des modèles in vitro du système nerveux humain pour étudier le fonctionnement des réseaux neuronaux humains et ainsi trouver des traitements pour les maladies liées à leur dysfonctionnement.
Des tissus neuronaux humains ont déjà été imprimés en 3D à partir de cellules souches, mais ces tissus ne présentaient pas de réseau neuronal. En effet, les tissus imprimés n'avaient pas établi de connexions entre les cellules, et ce pour plusieurs raisons. Ces limitations ont désormais été surmontées.
Dans une étude récente, des chercheurs ont choisi un hydrogel de fibrine (composé de fibrinogène et de thrombine) comme bio-encre de base et ont prévu d'imprimer une structure multicouche permettant la croissance de cellules progénitrices et la formation de synapses au sein et entre les couches. Ils ont cependant modifié la méthode d'empilement des couches lors de l'impression. Au lieu de la méthode traditionnelle d'empilement vertical, ils ont opté pour un empilement horizontal. Apparemment, ce changement a fait toute la différence. Leur plateforme de bio-impression 3D a permis d'assembler un tissu neuronal humain fonctionnel . Représentant une amélioration par rapport aux plateformes existantes, le tissu neuronal humain imprimé grâce à cette plateforme a formé des réseaux neuronaux et des connexions fonctionnelles avec d'autres neurones et cellules gliales, au sein et entre les couches. Il s'agit d'une première et d'une avancée significative en ingénierie tissulaire neuronale. La synthèse en laboratoire d'un tissu nerveux imitant le fonctionnement du cerveau est une perspective prometteuse. Ces progrès aideront certainement les chercheurs à modéliser les maladies cérébrales humaines dues à un dysfonctionnement du réseau neuronal, afin de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents et d'envisager de nouveaux traitements.
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Références:
- Cadena M., et al 2020. Bioimpression 3D de tissus neuronaux. Advanced Healthcare Materials Volume 10, Numéro 15 2001600. DOI : https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- Yan Y., et al 2024. Bio-impression 3D de humain tissus neuronaux avec connectivité fonctionnelle. Technologie des cellules souches | Volume 31, numéro 2, P260-274.E7, 01er février 2024. DOI : https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
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 caused due to impairment of neural networks. Any investigation of disease of brain requires understanding how the human neural networks operate.){kind=link}