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Les scientifiques rendent les organes humains transparents pour permettre des cartes 3D au niveau cellulaire – Actualite-sante

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Pour la première fois, les chercheurs ont réussi à rendre transparents des organes humains intacts. En utilisant l'imagerie microscopique, ils ont pu révéler des structures complexes sous-jacentes des organes transparents au niveau cellulaire. Les cartes d'organes résultantes peuvent servir de modèles pour les technologies de bio-impression 3D. À l'avenir, cela pourrait conduire à la création d'organes artificiels à la demande pour de nombreux patients dans le besoin. Les résultats publiés dans Cell ont uni leurs forces à Helmholtz Zentrum München, à l'Université Ludwig Maximilians de Munich (LMU) et à l'Université technique de Munich (TUM).

Dans la recherche biomédicale, voir c'est croire. Déchiffrer la complexité structurelle des organes humains a toujours été un défi majeur en raison du manque de technologies pour les imager au niveau cellulaire. Les récents développements dans le nettoyage des tissus ont permis aux chercheurs d'obtenir les premières vues cellulaires d'organes de souris transparents intacts en 3D.

"Nous avons dû changer complètement notre approche" . Ainsi, les détergents traditionnels utilisés pour rendre les organes de souris transparents ne fonctionnent pas sur les organes humains, en particulier les organes adultes. «Nous avons dû changer complètement notre approche et recommencer à zéro pour trouver de nouveaux produits chimiques qui peuvent rendre les organes humains transparents», explique Shan Zhao, doctorant à Helmholtz Zentrum München et premier auteur de l'étude. Après des essais épuisants, l'équipe a découvert qu'un détergent appelé CHAPS pouvait faire de petits trous dans l'ensemble des organes humains rigides. CHAPS permet à des solutions supplémentaires de pénétrer profondément dans les organes humains de quelques centimètres d'épaisseur et de les convertir en une structure transparente.

Après avoir rendu les organes humains transparents, qui ont été obtenus post mortem du laboratoire du professeur Ingo Bechmann à l'Université de Leipzig, l'équipe a dû relever des défis supplémentaires pour l'imagerie des organes et l'analyse de la grande quantité de données résultantes. Tout d'abord, ils ont développé un nouveau microscope à balayage laser avec une grande capacité de rétention d'échantillons appelé "Ultramicroscope Blaze" en collaboration avec Miltenyi Biotec. Ce microscope a permis l'imagerie d'organes humains aussi gros que le rein. Ensuite, en collaboration avec le professeur Bjoern Menze de TUM, l'équipe a développé des algorithmes d'apprentissage profond pour pouvoir analyser des centaines de millions de cellules en 3D.

Les chercheurs ont nommé cette nouvelle technologie SHANEL (Small-micelle-mediated Human orgAN Efficient clearing et étiquetage). "SHANEL peut devenir une technologie clé pour cartographier des organes humains intacts dans un avenir proche. Cela accélérerait considérablement notre compréhension des organes tels que le cerveau, leur développement et leur fonction dans la santé et la maladie", explique le Dr Ali Ertürk, directeur du Institut d'ingénierie tissulaire et de médecine régénérative de Helmholtz Zentrum München et également chercheur principal à l'Institut de recherche sur les accidents vasculaires cérébraux et la démence de l'hôpital de LMU.

Objectif final: bio-impression 3D d'organes artificiels

Des cartes cellulaires d'organes humains pourraient être utilisé pour concevoir des tissus et des organes humains à grande échelle avec les technologies émergentes de bio-impression 3D. Pour atteindre cet objectif, Ertürk et son équipe travaillent actuellement à la cartographie des principaux organes humains, à commencer par le pancréas, le cœur et les reins.

"Il y a une énorme pénurie de donneurs d'organes pour des centaines de milliers de personnes", explique Ertürk. «Le temps d'attente pour les patients et les coûts de transplantation sont un véritable fardeau. Des connaissances détaillées sur la structure cellulaire des organes humains nous rapprochent considérablement de la création artificielle d'organes fonctionnels à la demande.»

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