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Oreille ressemblant à de la taille humaine, cultivée à partir de tissu animal
Une équipe dirigée par des chercheurs du Massachusetts General Hospital (MGH) à Boston a conçu une oreille artificielle à partir de cellules et de tissus structuraux animaux. Il ressemble et se plie comme un être humain et ne se déforme que très peu au cours de la croissance, grâce à l'incorporation d'une fine armature métallique.
Les chercheurs espèrent que leurs techniques, une fois mises au point et adaptées pour utiliser les propres cellules des patients, pourraient un jour aider les personnes ayant des oreilles externes manquantes ou déformées.
Ils écrivent sur leur travail dans un numéro en ligne du 31 juillet du Journal de l'interface de la Royal Society. L'auteur principal, le Dr Thomas Cervantes du Département de chirurgie de l'HGM, a déclaré à la presse:
"Il s’agit de la première démonstration d’une oreille humaine en taille réelle qui conserve sa forme et sa flexibilité après 3 mois."
Auparavant, l'équipe avait conçu une oreille à plus petite échelle, de la taille d'un bébé, implantée à l'arrière d'une souris.
Cette fois, ils ont développé une oreille adulte pleine grandeur et ils ont montré qu’elle se développait avec une distorsion minimale lorsqu’elle était implantée sur un rat.
Comment l'oreille a été faite
L'oreille artificielle pleine grandeur contient un cadre en fil de titane pour conserver sa forme, tout comme le petit modèle antérieur.
Apparence de l'oreille d'ingénierie avec armature de fil incorporée implantée chez un rat pendant 12 semaines (a) Avant l'explant. (b) Après explantation. (c) Image d'une oreille développée explantée sans armature de fil intégrée. (d) L'oreille d'ingénierie explantée avec armature de fil a conservé sa forme et pourrait être élastiquement déformée. Crédit photo: Royal Society Publishing
L'équipe a utilisé du collagène de vaches pour fabriquer un échafaudage de tissu 3D, maintenu en forme avec le cadre métallique, afin de «maintenir les dimensions brutes de l'oreille artificielle après l'implantation» et l'a rempli de cellules cartilagineuses de mouton.
La combinaison de la structure en fil métallique et de l'échafaudage en collagène a permis de résister aux forces qui déformeraient autrement la structure pendant les processus de reconstruction consistant à fabriquer de nouveaux tissus cartilagineux et à guérir les plaies, notent les auteurs.
Une amélioration par rapport au modèle précédent est qu’ils ont également repensé la géométrie de l’oreille pour obtenir une forme «esthétique plus précise».
Après trois mois intégrés dans le dos de rats mâles nus, les oreilles contenant le support en fil de titane présentaient beaucoup moins de distorsion de la forme initiale de l'oreille que les oreilles sans la monture métallique.
Tous les implants ont été bien tolérés au cours des 12 semaines chez les rats vivants et n'ont montré aucune exposition ou extrusion.
Mais quand ils ont enlevé les oreilles artificielles, les chercheurs ont découvert que ceux sans cadre en titane avaient été aplatis et avaient perdu leur forme, tandis que ceux contenant le cadre en fil métallique conservaient leur forme et présentaient une flexibilité similaire à l'oreille humaine.
Pour évaluer les changements de forme au cours des 12 semaines, l'équipe a pris des tomodensitométries du cadre en titane avant et après l'implantation. Ils ont analysé plusieurs mesures, notamment la longueur totale, la largeur et la profondeur, ainsi que les valeurs de courbure pour chaque section du cadre.
Grâce à de telles mesures, ils ont pu apporter des modifications aux différentes dimensions et mieux comprendre les forces de flexion subies par le cadre.
"Ces résultats d'analyse de forme quantitative ont identifié des opportunités pour améliorer la fidélité de la forme des structures d'oreille modifiées", concluent-ils.
Comment les tissus artificiels peuvent aider à l'avenir
Cervantes explique que:
"La forme et la flexibilité sont essentielles, les structures issues de l'ingénierie tissulaire ont tendance à se déformer pendant la croissance, ce qui est évidemment un problème pour l'oreille, car nous visons à recréer une forme très spécifique."
Il a déclaré à BBC News que leur étude constituait un "pas en avant significatif dans la préparation de l'oreille à l'ingénierie tissulaire pour les essais cliniques sur l'homme", qui devrait débuter dans environ 5 ans.
L’étude suit une succession de percées dans les tissus artificiels.
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Écrit par Catharine Paddock PhD
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