La médecine du futur!

Que nous réserve le futur!

Beaucoup d'entre nous aimerions connaître le futur, certains utilisent la voyance, d'autres les prophètes comme Nostradamus, ou d'autres moyens qui laissent beaucoup de doutes.

J'ai créé une série sur 14 recherches spécifiques à notre existence, ses recherches sont effectuées à partir des progrès scientifiques et technologiques. Par la lecture de cette série, vous découvrirez notre monde du futur, tel qu'il sera, dans un avenir souvent pas si lointain! Alors bonne lecture à vous.

Les articles de cette page: 

• Une armée de nanorobots cible avec précision des tumeurs cancéreuses.
• Bactérie avec boussole.
• Dans quelques années, on saura réparer ou remplacer presque tous les organes.
• Les biomatériaux et l'ingénierie tissulaire au secours du corps humain.
• L'impression 3D au service de la médecine!
• L'avenir de la bio-impression et les problèmes éthiques.

Voir L'apocalypse révélée par le sablier, le livre que j'ai écris suite aux recherches faites et décrites dans ce blog.

Des nanorobots pour administrer des médicaments anticancéreux!

Une armée de nanorobots cible avec précision des tumeurs cancéreuses

15 août 2016 - Source : NOUVELLES

L’administration de médicaments anticancéreux redéfinie.

Des chercheurs de Polytechnique Montréal, de l’Université de Montréal et de l’Université McGill viennent de faire une percée spectaculaire dans la recherche sur le cancer. Ils ont mis au point de nouveaux agents nanorobotiques capables de naviguer à travers le système sanguin pour administrer avec précision un médicament en visant spécifiquement les cellules actives des tumeurs cancéreuses. Cette façon d’injecter des médicaments assure un ciblage optimal de la tumeur et évite de compromettre l’intégrité des organes et des tissus sains environnants. Grâce à cette nouvelle approche, la dose de médicament, hautement toxique pour l’organisme humain, pourrait être largement réduite.

Cette avancée scientifique vient d’être publiée dans le prestigieux journal Nature Nanotechnology sous le titre «Magneto-aerotactic bacteria deliver drug-containing nanoliposomes to tumour hypoxic regions». L’article fait état des résultats de recherches effectuées sur des souris chez lesquelles on a administré, avec succès, des agents nanorobotiques dans des tumeurs colorectales. 

« Cette armée d’agents nanorobotiques était en fait constituée de plus de 100 millions de bactéries flagellées – donc autopropulsées – et chargées de médicaments qui se déplaçaient en empruntant le chemin le plus direct entre le point d’injection du médicament et la zone du corps à traiter », explique le professeur Sylvain Martel, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en nanorobotique médicale et directeur du Laboratoire de nanorobotique de Polytechnique Montréal, qui dirige les travaux de l’équipe de chercheurs. « La force de propulsion du médicament a été suffisante pour parcourir efficacement le trajet et pénétrer profondément dans les tumeurs. »

Lorsqu’ils parviennent à l’intérieur d’une tumeur, les agents nanorobotiques peuvent, de manière entièrement autonome, détecter les zones tumorales appauvries en oxygène (dites « hypoxiques »), et y livrer le médicament. Cette hypoxie est causée par l’importante consommation d’oxygène engendrée par la prolifération rapide des cellules tumorales. Les zones hypoxiques sont reconnues comme étant résistantes à la plupart des traitements, incluant la radiothérapie.

Accéder aux tumeurs en empruntant des voies aussi petites qu’un globule rouge et en traversant des microenvironnements physiologiques complexes comporte toutefois plusieurs défis. Le professeur Martel et son équipe ont donc eu recours à la nanotechnologie pour y parvenir.

Bactérie avec boussole

Pour se déplacer, les bactéries utilisées par l’équipe du  professeur Martel comptent sur deux systèmes naturels. Un genre de boussole, créée par la synthèse d’une chaîne de nanoparticules magnétiques, leur permet de se déplacer dans le sens d’un champ magnétique, alors qu’un capteur de concentration d’oxygène leur permet d’atteindre et de demeurer dans les zones actives de la tumeur. En exploitant ces deux systèmes de transport et en exposant les bactéries à un champ magnétique contrôlé par ordinateur, les chercheurs ont démontré que ces bactéries pouvaient imiter parfaitement les nanorobots artificiels du futur, imaginés pour ce genre de missions.

« Cette utilisation novatrice des nanotransporteurs aura un impact non seulement sur la création de concepts d’ingénierie plus poussés et de méthodes interventionnelles inédites, mais elle ouvre aussi tout grand la voie à la synthèse de nouveaux vecteurs de médicaments, d’imagerie et de diagnostic, poursuit le professeur Martel. La chimiothérapie, si toxique pour l’ensemble du corps humain, pourrait utiliser ces nanorobots naturels pour amener le médicament directement à la zone ciblée, ce qui permettrait d’éliminer les désagréables effets secondaires tout en augmentant l’efficacité thérapeutique. »

Encore 10 ans de recherche avant une mise sur le marché.

La fin de la chirurgie invasive, des radiothérapies aveugles et des cures de médicaments à vie ? Grâce à des robots microscopiques qu’on enverra dans le corps, assurent les quatre équipes de chercheurs les plus en pointe sur le sujet dans le monde : celle de l’école polytechnique de Zurich (Suisse), des universités Drexel à Philadelphie et UC San Diego (États-Unis), ainsi que celles, en Israël, de l’institut Technion à Haïfa et de l’université Bar-Ilan à Tel-Aviv. Pas plus grands qu’une particule de fil de soie, les prototypes de ces nano-engins mesurent autour de 0,02 millimètre de long et 0,005 de large.

A quoi servent-ils ? Ils peuvent être « chargés » en médicaments qui vont se libérer selon les signes biologiques émis par le corps. Ainsi, chez un diabétique, le nanorobot sera programmé pour libérer de l’insuline lors d’une hausse du niveau de sucre dans le sang. Mais ils sauront aussi détecter les chairs infectées par des tumeurs et tuer les cellules malades en quelques secondes. Ils pourront transporter de l’oxygène à la place de globules rouges défaillants, « manger » le cholestérol présent dans les artères, ou surveiller l’organisme (pression artérielle, température, flux sanguin) après une transplantation d’organe, par exemple. Après des essais prometteurs sur les rongeurs, reste à tester ces nanorobots sur l’homme.

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Dans quelques années, on saura réparer ou remplacer presque tous les organes : des marchés estimés à plusieurs dizaines de milliards d’euros.

- Venir à bout de l’insuffisance cardiaque, l’une des premières causes de mortalité dans le monde : c’est l’ambition de la start-up tricolore CorWave avec ses micropompes composées d’une membrane ondulante reproduisant les pulsations du cœur pour y faire circuler le sang. 

Le fer de lance de la « MedTech » hexagonale, auteur d’une levée de fonds de 15,5 millions d’euros à la fin de l’année 2016, propose un implant cardiaque totalement innovant pour réduire les effets secondaires et qui pourrait être testé sur des patients dès 2019. 

Nichée au cœur de la pépinière Cochin, au sein du vaste centre hospitalier du même nom, CorWave peaufine sa révolution : un implant cardiaque d’un genre nouveau qui permettrait de réduire drastiquement les effets secondaires chez les patients souffrant d’insuffisance cardiaque. En effet, la pépite, soigneusement couvée au sein du hub de Bpi Allemagne, propose une véritable technologie de rupture avec les dispositifs cardiaques dits traditionnels. De l’extérieur, rien ne différencie la pompe CorWave de ses concurrents : une simple coque en titane. Pourtant, « au cœur » de celle-ci se cache une véritable technologie de rupture.

Les pompes utilisées chez les patients présentement. « Les dispositifs utilisés jusqu’à présent s’apparentent à de véritables turbines capables d’effectuer 8 à 10 000 tours / minute », souligne Louis de Lillers, directeur général de CorWave.

Mais ces dispositifs fonctionnent très différemment du cœur natif. D’une part, ils induisent des vitesses d’écoulement de 4 à 5 mètres / seconde… ce qui est (très) largement au-dessus de la vitesse moyenne observée dans un cœur sain qui s’élève en pic à 1,5 mètre / seconde. D’autre part, ces pompes produisent un débit continu supprimant le pouls du patient. Or, le pouls produit par le cœur a une importante fonction de régulation de la circulation sanguine. Conséquence : si ces pompes sauvent la vie du patient, elles entraînent un taux de complications très élevé. A un an : 7 patients sur 10 (selon les chiffres du registre Intermacs) connaîtront ainsi une complication grave (dont AVC, saignements incontrôlés) causée par la pompe.

La pompe révolutionnaire du futur.

Rester le plus fidèle possible au fonctionnement du cœur natif

Mais CorWave semble avoir trouvé la parade en s’affranchissant du système traditionnel rotatif pour lui préférer une membrane ondulante de forme discoïdale qui va propulser le sang de manière totalement innovante. En clair, une pompe reproduit le mouvement ondulatoire d’une nageoire de poisson. « Ce mode de propulsion est extrêmement efficace dans la mesure où il y peu de déperdition d’énergie dans le fluide, donc peu de dommages », abonde Louis de Lillers. A une nuance près : il ne s’agit plus, à l’instar du poisson, de se mouvoir dans un liquide mais de mouvoir un liquide. En l’occurrence permettre au cœur endommagé de pouvoir faire son travail et faire circuler le sang. Par ailleurs, cette technologie permet de reproduire le débit pulsé du cœur natif. « Lorsque notre directeur technique a présenté le dispositif à l’EUMS, congrès de référence, j’ai entendu un « waouuh ! » dans l’assistance. C’est bien la première fois que j’entends cela lors de ce congrès auquel j’assiste depuis plusieurs années ! », sourit le CEO de CorWave.

Cousine « éloignée » de Carmat

Baptisé CorWave LVAD (pour Left Ventricular Assist Device), ce dispositif fait véritablement office d’accompagnateur et d’auxiliaire, à la différence d’un Carmat qui, lui, propose de retirer entièrement l’organe déficient pour le remplacer par un cœur artificiel complet. « Or, jusqu’à 90% des patients cardiaques souffrent « simplement » d’une insuffisance ventriculaire gauche. Pour ces patients, le traitement de référence est l’assistance ventriculaire, moins lourd en terme de chirurgie qu’un cœur artificiel total. Ainsi, près de 10 000 patients ont reçu des assistances ventriculaires en 2017 quand moins de 200 patients étaient soignés avec un cœur artificiel. », souligne Louis de Lillers.

Un système « petit et fiable », comme le décrit le dirigeant, dont pourrait être équipés les patients humains à l’horizon 2018-2019. Coût du dispositif : 100 000 dollars pièce au sein d’un marché – celui de l’assistance ventriculaire – estimé à près d’un milliard de dollars de ventes annuelles.

A la pointe de la technologie

Mais dans l’attente du précieux sésame et des premières implantions, les « méninges » continuent de tourner à plein régime chez CorWave, où un dispositif plus petit pour les patients souffrant d’insuffisance moins sévère, baptisé NovaPulse, et ne nécessitant qu’une simple incision sous la cage thoracique et implantable à la manière d’un pacemaker, est sur rampe de lancement. « L’opération se déroulera en une heure, en quasi ambulatoire, et vous pourriez sortir dès le lendemain », souligne, les yeux plein d’espoir, Louis de Lillers. Ce système est d’ailleurs lauréat du Concours mondial d’innovation.

Un parcours d’innovation exemplaire rendu possible grâce aux partenaires de CorWave qui, croyant mordicus dans ce projet, n’ont pas hésité « à remettre au pot » à la fin de l’année dernière à hauteur de 15,5 millions d’euros. Outre Bpi Allemagne, Sofinnova Partners et Seventure déjà présents lors du précédent tour de table de 3,3 millions d’euros fin 2013, Novo Seeds, holding d’investissement danois et Ysios Capital, fonds de capital-risque catalan, se sont greffés à une aventure qui ne fait que commencer et qui s’annonce des plus palpitantes.

Texte par, Samir Hamladji – Journaliste Journaliste / Chef de rubrique Politique-Economie-Finances

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Les biomatériaux
L’ingénierie tissulaire au secours du corps humain

- Avec leurs futurs implants en biomatériaux installés par une chirurgie mini-invasive (2 incisions de 5 mm au lieu d’une ouverture de 20 cm à ciel ouvert sur l’os aujourd’hui), les chercheurs de la société Vexim vont permettre aux chirurgiens de réparer les fractures du dos les plus graves avec un minimum d’impact, donc une durée d’hospitalisation et de rééducation réduite. Cet équipement sera disponible d’ici deux ans.

Les biomatériaux

L’ingénierie tissulaire au secours du corps humain

Vaisseaux artificiels, valves cardiaques, stents (Petite prothèse tubulaire interne servant notamment à maintenir ouvert un vaisseau en cas de sténose.), implants dentaires, prothèses de la hanche, os ou cartilage synthétique, cœur artificiel, broches, drains, matériaux de suture, pompes portables ou encore greffes de cellules ou de tissus… Tous ces éléments qui permettent de réparer ou de régénérer le corps humain ont en commun le fait d’être des biomatériaux. Synthétiques, vivants ou hybrides, en quelques décennies ils ont gagné tous les domaines thérapeutiques. Et aujourd’hui, la révolution de l’impression 3D appliquée à la médecine annonce des progrès majeurs dans ce domaine, avec en particulier une baisse drastique des coûts de fabrication.

Comprendre les biomatériaux

Un biomatériau, qu’est-ce que c’est ?

Les biomatériaux sont des matériaux, synthétiques ou vivants, utilisables à des fins médicales pour remplacer une partie ou une fonction d’un organe ou d’un tissu.

Ces matériaux doivent pouvoir être mis en forme, être implantables ou injectables, dégradables ou non suivant le cas, éventuellement poreux s’ils doivent être colonisés une fois implantés….

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l’impression 3D au service de la médecine! 

- Fini les plâtres lourds, hermétiques, qui grattent et sentent mauvais pendant des semaines ! Grâce à l’impression 3D, plusieurs sociétés australienne, israélienne et américaine travaillent à des prototypes en Nylon, élaborés sur mesure à partir d’un scanner du patient, beaucoup plus légers et hygiéniques mais tout aussi efficaces que les attelles actuelles.

- Grâce à la bio-impression qui permet d’assembler couche par couche des cellules humaines vivantes, on sait déjà fabriquer de la peau. Et le leader planétaire de cette technologie est… français : Poietis, à Bordeaux. « Nous serons bientôt capables de remplacer un morceau d’organe lésé par un patch de tissus vivants, sur un rein par exemple », assure son P-DG Bruno Brisson. Jusqu’à remplacer des organes entiers comme un cœur, alors que la pénurie de greffes provoque douze décès par jour en Europe.

La bio-impression, futur de la médecine sur-mesure ?

La bio-impression a commencé à se développer il y a un peu plus de vingt ans et pourrait déjà devenir le futur de la médecine

La bio-impression est l’un des développements de l’industrie 3D qui a connu la plus importante croissance et des innovations spectaculaires ces dernières années. Jusqu’ici, les acteurs du marché étaient principalement regroupés aux les Etats-Unis avec des laboratoires et universités spécialisés dans ce domaine. Ils se développent progressivement dans le reste du monde.

Aujourd’hui, nombreuses sont les personnes qui attendent de recevoir un organe pour une greffe. La demande est très forte les chances et les chances d’en obtenir sont plus faibles. En Allemagne, en 2014, 5 747 greffes ont été réalisées tandis que 21 500 patients étaient en liste d’attente. Les greffes de rein et de foie sont les plus courantes tandis que celles du cœur se sont élevées à 471.

La bio-impression pourrait bien pallier ce problème. Elle correspond au processus qui permet de créer des structures cellulaires grâce à une imprimante 3D particulière. Ces cellules peuvent être intégrées à un organe fonctionnel. Comme toute technologie d’impression 3D, la bio-impression ajoute des cellules couche par couche afin d’obtenir des modèles complexes multicellulaires.

Les débuts de la bio-impression

Le premier développement de la bio-impression date de 1988 lorsque le Docteur Robert J. Klebe de l’Université du Texas a présenté son processus Cytoscribing, une méthode de micro-positionnement des cellules pour créer des tissus synthétiques en 2 ou 3D en utilisant une imprimante inkjet classique. A la suite de ces recherches, le Professeur Anthony Atala de l’Université de Wake Forest a créé en 2002 le premier organe grâce à la bio-impression, un rein à échelle réduite. En 2010, le premier laboratoire spécialisé dans l’impression 3D a vu le jour : Organovo s’est rapidement positionné comme le leader de cette industrie et selon certaines études, tout laisse à penser que ça sera encore le cas jusqu’en 2022. Ce n’est que ces dernières années qu’il a commencé à développer un tissu osseux et a réussi à greffer des tissus de foie.

La bio-impression n’en est qu’à ses débuts. Arriver à imprimer des organes humains n’est pas une tâche facile ; l’un des plus gros challenges est le coût élevé du développement et le manque de connaissances. Toutefois, de nouvelles techniques 3D commencent à émerger pour augmenter les chances de réussite.

Le leader français de la bio-impression, Poietis, a réussi à recréer des cheveux en partenariat avec L’Oréal. L’entreprise utilise la technologie de bio-impression assistée par laser qui lui permet de déposer précisément les cellules en une géométrie particulière. En travaillant avec la marque de cosmétiques, Poietis bénéfice de son expertise dans le domaine de la biologie capillaire. Actuellement, le français essaye de recréer des follicules capillaires qui pourraient être une solution efficace pour faire pousser les cheveux et une alternative pour les hommes et femmes confrontés à des problèmes d’alopécie.

Il existe de plus en plus de développements associés à ces technologies, de nouvelles applications ou techniques comme la création il y a quelques mois d’un ovaire fonctionnel par l’Université de Northwest, dans l’Illinois. Des chercheurs espagnols sont maintenant capables de développer de la peau humaine qui peut être greffée ; Harvard travaille sur la bio-impression d’un rein ; Aspect Biosystems sur l’impression 3D de tissus pour le genou, etc. Tout cela est prometteur mais qu’en est-il des problèmes éthiques liés à cette avancée médicale ?

L’avenir de la bio-impression et les problèmes éthiques

Les techniques de bio-médecine cherchent à développer la « médecine personnalisée » où les docteurs pourraient adapter les traitements en fonction des besoins de chaque patient. Une des principales préoccupations de l’industrie est les coûts liés à cette personnalisation et qui pourrait y accéder.

Un autre problème éthique est qu’il n’est aujourd’hui pas possible de tester l’efficacité et la sécurité de ces traitements. Après l’analyse des différentes techniques utilisées, nous savons qu’il est possible de développer des organes fonctionnels qui peuvent remplacer les organes humains mais il n’est pas encore possible d’évaluer si le corps du patient acceptera le nouveau tissu et l’organe artificiel créé.

En plus de tout cela, il faut considérer les règlementations juridiques qui doivent être créées avant que ces avancées ne soient disponibles à un public plus large.

N’oublions pas non plus que les nouvelles technologies peuvent être utilisées à mauvais escient, la bio-impression n’est pas une exception. Si les technologies sont capables de créer des organes ou des tissus sur-mesure, il faut considérer la possibilité de créer de nouvelles capacités humaines, des os plus résistants ou des poumons oxygénés différemment.

En 2015, le marché de la bio-impression a été évalué à 100 milliards de dollars et devrait connaître une croissance de 35,9% entre 2017 et 2022, surpassant de loin de nombreux marchés reliés à l’impression 3D. Les acteurs clés attendus sont toujours les pays d’Amérique du Nord – le leader étant les Etats-Unis qui est suivi du Canada, puis l’Europe avec l’Angleterre et l’Allemagne comme leaders. La croissance principale du marché se concentrera sur le développement de tissus et d’organes dans un premier temps. 

Avec tous ces les progrès médicaux réalisés aujourd’hui, on peut facilement dire que dans dix ans, on pourra probablement parler de greffes d’organes humains imprimés en 3D, sans doute l’une des plus grandes révolutions médicales de l’Histoire.

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La semaine prochaine, la médecine du futur, la suite, deuxième partie.

P.S. Voir L'apocalypse révélée par le sablier, le livre que j'ai écris suite aux recherches faites et décrites dans ce blog.