Montréal, le 14 février 2024 – Le chercheur Houman Savoji et son doctorant Ali Mousavi du Centre de recherche Azrieli du CHU Sainte-Justine ont récemment mis au point un dispositif permettant de simuler avec précision l’activité électrique, la mécanique et la physiologie d’un cœur humain. Produit par imprimante 3D grâce à une bio-encre spécialement développée par l’équipe, ce « cœur sur une puce » pourrait permettre de mieux comprendre les spécificités de la maladie cardiaque chez un individu, mais aussi de développer de nouveaux traitements et d’en évaluer l’efficacité avec exactitude. Cette recherche innovante fait l’objet d’une publication dans Applied Materials Today.

Un « cœur sur une puce » pour analyser l’activité des cellules cardiaques

Lorsqu’on souhaite analyser chez une personne l’activité de son cœur au niveau cellulaire, il n’est évidemment pas possible de le faire directement sur cet organe vital. C’est pourquoi on peut utiliser un « cœur sur une puce », c’est-à-dire une sorte d’anneau constitué des cellules de la patiente ou du patient et reproduisant le plus fidèlement possible la complexité du cœur humain. Or, ces dispositifs sont généralement produits un à un en laboratoire, de manière non standardisée. « Notre recherche a permis de combiner la technologie de bio-impression 3D afin de pouvoir produire des cœurs sur une puce qui soient standards et ce, beaucoup plus rapidement, se réjouit Houman Savoji, également professeur à l’Université de Montréal. En plus, les résultats démontrent que les dispositifs imprimés sont plus performants que ceux produits à la main. »

Ainsi, les dispositifs en forme d’anneau sont imprimés grâce à une bio-encre contenant des cellules souches de patiente ou patient. Tout comme le dispositif, cette bio-encre a été entièrement développée par l’équipe. « Nous avons composé une bio-encre qui reproduit au mieux les propriétés du cœur, au niveau de l’élasticité et de la conductivité électrique par exemple, en plus d’avoir toutes les caractéristiques requises pour être utilisée avec une imprimante 3D », explique Ali Mousavi, étudiant à l’Institut de génie biomédical de l’Université de Montréal et premier auteur de l’étude.

« Très prometteur » pour le développement de nouvelles thérapies

La mise au point de ce « cœur sur une puce » par bio-impression 3D ouvre de nouvelles perspectives pour l’identification de nouveaux médicaments. « La prochaine étape consistera à comparer les cellules cardiaques saines et malades, afin de développer des modèles solides de pathologies cardiaques, poursuit le doctorant. Cela permettra aussi de tester l’effet de nouvelles molécules thérapeutiques sur les cellules, de manière à la fois très précise et sécuritaire. »

Ultimement, l’objectif serait de pouvoir utiliser les cellules de chaque personne suivie en cardiologie, afin de faire le modèle de sa maladie cardiaque et de valider l’efficacité des traitements disponibles pour sa condition. En d’autres mots, ce dispositif pourrait contribuer à guider le choix d’un traitement en vérifiant dans chaque cas celui qui est le plus efficace, avec moins d’effets secondaires. Des perspectives extrêmement prometteuses pour le développement d’une véritable cardiologie de précision!