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Le rein artificiel implantable à base de micropuces montre des progrès majeurs
Un rein artificiel implantable pourrait transformer les perspectives des personnes dont les reins ont échoué et qui doivent faire appel à la dialyse ou à la chance rare d'une greffe de rester en vie. Désormais, les chercheurs travaillant sur le premier dispositif de ce type, qui vise à répondre à ce besoin, ont déclaré espérer mener des essais pilotes sur des humains au cours de l’année.
Les chercheurs prévoient de lancer des essais pilotes du filtre à micropuce chez les patients dialysés d'ici la fin de 2017.
Crédit d'image: Université Vanderbilt
Les reins sont des instruments étonnants qui fonctionnent 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pour nettoyer le sang et éliminer les déchets. Chaque jour, ces organes en forme de poing en forme de haricot, situés de part et d'autre de la colonne vertébrale, juste sous la cage thoracique, filtrent environ 150 litres de sang pour produire 1 à 2 litres d'urine.
La transplantation est le meilleur traitement pour l'insuffisance rénale, mais la demande d'organes est énorme par rapport à l'offre.
Le réseau américain d'approvisionnement et de transplantation d'organes affirme qu'il y a plus de 100 000 patients sur la liste d'attente pour une transplantation rénale, mais l'année dernière, seuls 17 108 patients en ont reçu une.
Au total, la National Kidney Foundation estime que plus de 460 000 Américains souffrent d'insuffisance rénale terminale et que chaque jour, 13 personnes aux États-Unis meurent en attente d'un rein de donneur. Ils disent que le projet de loi fédéral sur l'assurance-maladie pour les soins aux patients atteints de maladies rénales - à l'exclusion des médicaments sur ordonnance - était d'environ 87 milliards de dollars en 2012.
William H. Fissell IV, spécialiste des reins et professeur associé de médecine au Centre médical de l'Université Vanderbilt à Nashville, dans le Tennessee, et son équipe espèrent mettre fin à ce scénario dévastateur, comme il l'explique:
"Nous créons un appareil biohybride capable d'imiter un rein pour éliminer suffisamment de déchets, de sel et d'eau pour éviter la dialyse."
Le but est de fabriquer un appareil suffisamment petit - de la taille d’une canette de soda - pour qu’il s’insère dans le corps du patient.
Le rein artificiel implantable contient des filtres à micropuce et des cellules rénales vivantes et sera alimenté par le c?ur même du patient.
Nanotechnologie du silicium et cellules rénales vivantes
La micropuce utilise la même nanotechnologie au silicium que l’industrie de la microélectronique utilise pour les ordinateurs.
Le professeur Fissell affirme que les puces sont peu coûteuses, précises et constituent des filtres idéaux. Chaque appareil contiendra environ 15 micropuces, l'une sur l'autre.
Chaque filtre à micropuces contient des pores, chacun contenant et servant d'échafaudage à une membrane de cellules rénales vivantes qui imitent les fonctions naturelles du rein. L'équipe conçoit le filtre un pore à la fois pour faire exactement ce qu'il veut que chacun fasse.
Prof Fissell dit heureusement que les cellules poussent bien dans le plat de laboratoire. Ils peuvent créer une membrane de cellules rénales pouvant déterminer quels composés du sang se résorbent en tant que nutriments qui restent dans le sang et qui doivent être éliminés en tant que déchets destinés à être éliminés dans l'urine.
De cette manière, explique le professeur Fissell, «nous pouvons tirer parti des 60 millions d’années de recherche et de développement de Mother Nature» pour créer un bioréacteur de cellules vivantes au c?ur du rein artificiel.
Alimenté par la circulation sanguine du patient sans risque de caillots
Faits saillants sur la dialyse- L'espérance de vie moyenne en dialyse est de 5-10 ans
- Cependant, de nombreux patients ont bien vécu sous dialyse pendant 20 ou même 30 ans
- Beaucoup de patients peuvent vivre une vie normale, à l'exception du temps nécessaire aux traitements.
En savoir plus sur la dialyse rénale
L'appareil ne nécessite pas de source d'alimentation car il utilise la puissance du c?ur du patient - la pression naturelle du flux sanguin dans les vaisseaux sanguins - pour pousser le sang à travers les filtres.
Cependant, cette fonctionnalité présente également un défi: comment affiner la dynamique des fluides afin que le sang circule dans l'appareil sans coagulation.
Dr. Amanda Buck, ingénieur biomédical intéressé par la mécanique des fluides, est responsable de cette partie du projet.
Le Dr Buck utilise des modèles informatiques pour affiner la forme des canaux à l'intérieur de l'appareil afin d'obtenir le flux sanguin le plus régulier. Ensuite, avec l’aide de l’impression 3D, l’équipe crée un prototype et le teste pour voir à quel point le sang circule en douceur.
Selon le professeur Fissell, le dispositif biohybride étant hors de portée de la réponse immunitaire, il est peu probable qu’il soit rejeté. "Le problème n'est pas celui de la compliance immunitaire, de l'appariement, comme c'est le cas avec une transplantation d'organe", explique-t-il.
Plus d'une décennie de recherches se concrétisent
Le projet rénal a commencé il y a plus de dix ans. En 2003, le National Institute of Health (NIH) a octroyé sa première subvention et les NIH ont récemment octroyé une subvention de 6 millions de dollars sur quatre ans au professeur Fissell et à son partenaire de recherche et collaborateur de longue date, Shuvo Roy. Université de Californie à San Francisco.
En 2012, la Food and Drug Administration (FDA) a approuvé rapidement le projet, un statut que le régulateur fédéral réserve aux traitements qui traitent des affections graves ou mettant en jeu le pronostic vital et peuvent potentiellement combler des besoins médicaux non satisfaits.
L'équipe espère faire des essais pilotes des filtres au silicium d'ici la fin de 2017. Le professeur Fissell dit qu'il a une longue liste de patients désireux de participer et il les admire en concluant:
"Mes patients sont absolument mes héros. Ils reviennent encore et encore et acceptent un fardeau écrasant de maladie parce qu'ils veulent vivre. Et ils sont prêts à mettre tout cela en danger pour le bien d'un autre patient."
Dans la vidéo suivante qui examine l'intérieur du rein artificiel, le professeur Fissell explique comment ils conçoivent pour garder les patients en dialyse:
Pendant ce temps, Nouvelles médicales aujourd'hui a récemment appris comment, pour la première fois, une imprimante 3D a aidé à transplanter un rein adulte chez un enfant de 2 ans.Les modèles d’abdomen du donneur et du receveur générés sur l’imprimante 3D ont aidé les chirurgiens à planifier l’opération extrêmement complexe de manière à minimiser les risques.
Une nouvelle étude de la clinique Mayo montre un risque accru d'accident vasculaire cérébral ou de crise cardiaque chez les patients atteints d'une maladie intestinale inflammatoire. La maladie de Crohn et la colite ulcéreuse sont les formes les plus courantes de maladie inflammatoire de l'intestin (MICI), selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Dans cette maladie, une réponse anormale du système immunitaire du corps confond la nourriture avec une substance étrangère, ce qui déclenche une réponse immunitaire par laquelle l'organisme attaque les cellules qui tapissent les intestins, provoquant une inflammation du tractus gastro-intestinal.
Risque de fracture prévisible à partir de l'histoire des chutes
Une nouvelle étude britannique révèle que lorsque les cliniciens sont au courant des antécédents d’un patient, ils sont plus à même de prédire s’ils vont fracturer un os. Vous pouvez lire comment des chercheurs de l’Université de Southampton sont arrivés à cette conclusion dans un premier numéro "sous presse" d’un article publié en ligne dans la revue Bone.
