Des chercheurs montréalais mettent au point une nouvelle méthode de bio-impression de cellules neuronales

Un groupe de chercheurs et chercheuses, parmi lesquels un doctorant à Concordia, ont mis au point une nouvelle méthode de bio-impression de cellules neuronales adultes. Cette méthode utilise une nouvelle technologie assistée par laser qui assure un haut degré de viabilité et de fonctionnalité des cellules.

Doctorant et chercheur engagé de 2020-2021, Hamid Orimi a récemment cosigné dans la revue Micromachines un article traitant de la faisabilité de la nouvelle technologie de bio-impression créée par son groupe de chercheurs. L’article montre en quoi la méthode mise au point, baptisée Laser-Induced Side Transfer (LIST), améliore les techniques de bio-impression actuelles en utilisant des encres biologiques aux degrés de viscosité divers, ce qui améliore l’impression 3D. M. Orimi, Sivakumar Narayanswamy, son cosuperviseur à l’École de génie et d’informatique Gina-Cody, Christos Boutopoulos, son cosuperviseur au CRHMR ainsi que ses coauteurs de l’Université de Montréal avaient initialement exposé leur nouvelle méthode en 2020 sur le site Scientific Reports.

Le nouvel article cosigné par M. Orimi a été rédigé avec Katiane Roversi (auteure principale), Sébastien Talbot et Christos Boutopoulos de l’Université de Montréal, ainsi que Marcelo Falchetti et Edroaldo da Rocha de l’Université fédérale de Santa Catarina, au Brésil. Les chercheurs y démontrent que leur nouvelle technologie peut être utilisée pour imprimer des neurones sensoriels, une composante vitale du système nerveux périphérique. Ils affirment que cette technologie recèle un vrai potentiel à long terme en matière de bio-impression. Celle-ci peut notamment être exploitée à des fins de modélisation des maladies, d’essai de médicaments et de fabrication d’implants.

Une technologie viable et fonctionnelle

Pour tester leur technologie, les chercheurs ont utilisé des neurones des ganglions de la racine dorsale, provenant du système nerveux périphérique de souris. Ces neurones ont été mis en suspension dans une solution d’encre biologique, puis placés dans un capillaire carré surplombant un substrat biocompatible. Des impulsions laser à faible énergie de quelques nanosecondes ont été dirigées vers le centre du capillaire, générant des microbulles qui, en prenant de l’expansion, ont éjecté un microjet chargé de cellules dans le substrat situé sous le capillaire. Les échantillons ont été brièvement incubés, puis nettoyés et incubés à nouveau pendant 48 heures.

L’équipe a ensuite effectué plusieurs tests pour évaluer les capacités des cellules imprimées. Une analyse de la viabilité a montré que 86 % des cellules étaient toujours vivantes deux jours après l’impression. Les chercheurs indiquent qu’une énergie laser inférieure a engendré des taux de viabilité plus élevés. Les mécanismes thermiques associés à une énergie laser supérieure se sont révélés plus susceptibles d’endommager les cellules.

D’autres tests ont permis de mesurer la génération de neurites (les neurones en développement produisent de nouvelles projections au fil de leur croissance en réaction aux indices de guidage), la libération de neuropeptides, le recours à l’imagerie calcique et le séquençage de l’ARN. Les résultats, dans l’ensemble encourageants, semblent indiquer que la technique pourrait beaucoup apporter au domaine de la bio-impression.

Un intérêt pour les humains et les animaux

« En matière de bio-impression, il arrive souvent que les gens crient victoire un peu vite, précise M. Orimi. Ils s’imaginent, par exemple, qu’on pourra dès maintenant imprimer des choses comme des organes humains destinés à la transplantation. C’est un objectif à long terme, mais il est très loin d’être atteint. Cela dit, il existe de nombreuses manières de mettre à profit notre nouvelle technologie. »

La piste la plus prometteuse dans l’immédiat concerne l’élaboration de médicaments. L’équipe espère obtenir le feu vert pour poursuivre ses travaux sur la greffe de cellules, ce qui pourra grandement contribuer à la découverte de médicaments – pour la revitalisation des nerfs, par exemple.

Selon M. Orimi, cette nouvelle technologie aura aussi pour avantage de réduire le recours à l’expérimentation animale. Elle permettra d’une part d’euthanasier moins d’animaux pour mener des expériences profitables, mais générera aussi des résultats plus précis, les essais étant désormais menés sur des tissus humains plutôt qu’animaux.

Les recherches dont traite l’article cité ont été financées par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), la Fondation canadienne pour l’innovation et le Programme des chaires de recherche du Canada.

Pour lire l’article cité : « Bioprinting of Adult Dorsal Root Ganglion (DRG) Neurons Using Laser-Induced Side Transfer (LIST) ».