Une puce "biologique"

Après le laboratoire sur puce, voici le poumon sur puce. Fabriqué avec des cellules humaines et des matières transparentes à base de caoutchouc, ce dispositif innovant permet de voir ce qui se passe lorsque de l’air transportant des nanoparticules, par exemple, entre dans les poumons. C’est un nouvel outil pour la toxicologie comme pour la recherche pharmaceutique.

Lorsque l’air que nous respirons entre dans nos poumons les alvéoles se remplissent. Là, une fine membrane assure les échanges entre l’air et le sang. Donald Ingber et ses collègues de l’Université d’Harvard (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) ont reproduit cette membrane faite de cellules alvéolaires, d’une matrice et de capillaires sanguins. Ces éléments ont été cultivés sur le dispositif, qui reproduit aussi le mouvement mécanique de la respiration. Le tout sur une puce de 1 à 2 centimètres de long pour un millimètre d’épaisseur.

Afin de vérifier son fonctionnement, les chercheurs ont fait entrer dans la puce la bactérie E. coli du côté ‘aspiration de l’air’ et des globules blancs du côté ‘flux sanguin’. Comme prévu, les cellules pulmonaires ont détecté la bactérie et poussé les cellules sanguines à produire une réponse immunitaire appropriée.

Un autre test consistait à introduire des nanoparticules dans le poumon sur puce. Certaines de ces particules entrent dans les poumons et provoquent des réactions inflammatoires. Grâce à la puce transparente, Ingber et ses collègues ont pu observer le passage des nanoparticules dans la circulation sanguine et constater que la respiration, par son action mécanique, augmente la capacité d’absorption des particules. Et donc le risque inflammatoire.

Les chercheurs, qui décrivent ces travaux dans la revue Science (datée du 25 juin 2010), doivent encore vérifier que ce poumon sur puce reproduit à l’identique les échanges gazeux que réalisent nos poumons.

Ce dispositif pourrait à terme servir pour tester des médicaments en phase de recherche, économisant une partie des tests sur les animaux. La même équipe prévoit la mise au point d’autres organes sur puce.

Cécile Dumas
Source : Sciences et Avenir.fr