Introduction : Il existe un maillon indispensable dans la recherche médicale, c'est-à-dire l'expérimentation animale. Selon des statistiques incomplètes, des millions d'animaux dans le monde entier sont victimes chaque année d'expériences scientifiques. Bien que cela semble sanglant, c'est aussi un processus par lequel le développement médical doit passer. Cependant, avec le développement de la technologie de bio-impression 3D ces dernières années, certaines constructions bio-imprimées devraient permettre le remplacement fonctionnel des tissus vivants et atteindre progressivement l'objectif de remplacer les expérimentations animales.
△In 2014, about 400,000 mice died in the laboratory
18 février 2022 Un projet financé par l'Union européenne (UE)- cherche à réduire les tests sur les animaux dans la recherche médicale expérimentale grâce à la bioimpression 3D. Coordonné par l'Institut de Bio-ingénierie de Catalogne (IBEC), le projet BRIGHTER (Bioprinting by Photolithography: Complex Tissue Engineering at High Resolution and Speed) développe de nouvelles approches novatrices pour l'ingénierie tissulaire et les processus de bio-impression 3D en médecine régénérative afin de réduire l'utilisation de la taxidermie dans ces domaines. Il convient de noter en particulier que le projet se concentre sur la fabrication de peau humaine à l'aide d'une nouvelle technique de bioimpression basée sur des feuilles de lumière laser à motifs.
Professor Elena Martinez, coordinator of the BRIGHTER project, said: "Our innovative 3D bioprinting system not only achieves tissue closer to the real thing, but is also much faster than current systems, an essential factor in ensuring the viability of new tissue."
△ A small square containing a matrix of skin cells. Photo via IBEC.
Réduire les tests sur les animaux grâce à l'impression 3D
La technologie de bio-impression 3D a progressé à pas de géant au cours de la dernière décennie, avec des avancées majeures dans le développement de tissus viables spécifiques aux patients. Bien que ces développements soient prometteurs pour de futurs essais d'efficacité, les tissus sont encore largement expérimentaux et les essais de médicaments humains sont dans des décennies. Cependant, les universités et l'industrie s'efforcent de changer cela, le fabricant suédois de bio-imprimantes CELLINK s'engageant à faire progresser ses recherches sur des modèles de test de cellules animales inoffensives et à utiliser des modèles de peau miniatures à l'Université de Stuttgart pour tester l'efficacité des médicaments anticancéreux en vue d'éliminer tests sur des animaux.
Elsewhere, Fluicell's Biopixlar platform has produced highly complex neural models that show potential for future clinical drug screening applications, while UpNano's NanoOne Bio system is focusing on the fabrication of cell culture microstructures that may have Helps reduce the number of animal experiments behind clinical trials.
△CELLINK has acquired in vitro technology specialist MatTek to create a harmless drug testing model. Photo via MatTek.
Une alternative plus humaine aux tests sur les animaux
In addition to IBEC, the Goethe University Frankfurt, the Technion Center in Israel and the biotechnology companies Mycronic and Cellendes are also participating in the BRIGHTER project. The program hopes to overcome many of the technical barriers that currently limit the fabrication of complex human tissue. The partners are collaborating on the development of a novel light-sheet bioprinting process capable of producing complex and accurate in vitro models that can be used for cosmetic and drug testing in the pharmaceutical industry and research settings. To fine-tune the technology, the BRIGHTER team is working to 3D print human skin, a highly complex tissue composed of multiple cell types and structures, such as sweat glands and hair follicles. Hydrogels will form a key component of the bioprinting process, as they form the basis for cells to grow and form new tissues, and they can also be personalized using a patient's own cells. To print skin with the desired structure, shape, and consistency, the researchers are using advanced imaging techniques that combine illumination from light sheets and high-resolution digital masks. By applying the laser directly to the hydrogel, the cells within it can be "patterned" and shaped into the right shape, allowing the team to control the stiffness, shape and size of the 3D printed structures.
The ability to shape hydrogels at a high level is especially critical for successfully printing human skin, because this tissue is made up of many layers of cells of different types. According to the BRIGHTER team, their bioprinting process was also able to create the blood vessels of the printed tissue and enable the function of sebaceous and sweat glands, as well as hair follicles to grow hair. Dr Nuria Torras, a postdoctoral researcher at IBEC, said: "We hope to be able to print a skin sample with an area of 1 square centimeter and a thickness of 1 mm in about 10 minutes with a cell viability rate of over 95 percent , greatly improving current bioprinting conditions. "The BRIGHTER project hopes that successful printing of the in vitro skin model will validate its potential for use in pharmaceutical and research settings, and ultimately reduce animal testing for drug and cosmetic testing.
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