Des scientifiques développent un modèle de structure hélicoïdale cardiaque qui pourrait aider à créer un cœur artificiel

Ouvrant la voie à la fabrication de cœurs artificiels, des bio-ingénieurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont réussi à créer un modèle biohybride de ventricules humains. La fabrication d’un cœur humain est cruciale car un cœur ne peut pas se réparer après des blessures comme les autres organes. Mais, pour ce faire, les chercheurs doivent reproduire la structure complexe du cœur qui comprend une géométrie hélicoïdale responsable des mouvements de torsion lorsque le cœur bat.

Bien que l’on pense que le mouvement de torsion est important pour pomper le sang en grande quantité, les scientifiques n’ont pas pu le prouver. Cela s’explique en partie par le fait que la création de cœurs avec des géométries différentes a été délicate. Dans la nouvelle étude publié dans Science, les scientifiques ont pu démontrer que l’alignement musculaire augmente la quantité de sang que les ventricules peuvent pomper lors de la contraction.

« Ce travail est une avancée majeure pour la biofabrication d’organes et nous rapproche de notre objectif ultime de construire un cœur humain pour la transplantation », a dit Kit Parker, professeur de bioingénierie et de physique appliquée de la famille Tarr à SEAS et auteur principal de l’article.

Pour parvenir à la conclusion, les scientifiques ont mis au point une nouvelle méthode de fabrication additive textile, le Focused Rotary Jet Spinning (FRJS). Cela leur a permis de fabriquer des fibres alignées en hélice avec des diamètres allant de plusieurs micromètres à des centaines de nanomètres.

Avec le modèle, les scientifiques ont tenté de tester l’hypothèse d’Edward Sallin, ancien directeur du département de biomathématiques de la faculté de médecine de Birmingham de l’Université de l’Alabama, qui affirmait que l’alignement hélicoïdal était essentiel pour les grandes fractions d’éjection.

« Le cœur humain a en fait plusieurs couches de muscles alignés en hélice avec différents angles d’alignement. Avec FRJS, nous pouvons recréer ces structures complexes de manière très précise, en formant des structures de ventricule à une et même à quatre chambres », a expliqué Huibin Chang, stagiaire postdoctoral à SEAS et co-auteur de l’étude.