Des scientifiques développent un modèle de structure hélicoïdale du cœur 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, contrairement aux autres organes, le cœur ne peut pas se réparer lui-même après une blessure. Mais pour ce faire, les chercheurs doivent reproduire la structure complexe du cœur, qui comprend des géométries hélicoïdales responsables 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 grandes quantités, les scientifiques n’ont pas pu le prouver. Cela était dû en partie au fait qu’il était difficile de créer des cœurs de géométrie différente. Dans la nouvelle étude publiée dans Science, les scientifiques ont pu démontrer que l’alignement des muscles augmente la quantité de sang que les ventricules peuvent pomper en se contractant.

“Ce travail constitue une avancée majeure pour la biofabrication d’organes et nous rapproche de notre objectif ultime, à savoir la construction d’un cœur humain pour une transplantation”, a déclaré Kit Parker, professeur de bioingénierie et de physique appliquée de la famille Tarr à SEAS et auteur principal de l’article.

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

Avec ce modèle, les scientifiques ont tenté de vérifier l’hypothèse d’Edward Sallin, ancien président du département de biomathématiques de la faculté de médecine de l’université d’Alabama Birmingham, qui affirmait que l’alignement hélicoïdal était essentiel pour obtenir de grandes fractions d’éjection.

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