Et si on réparait le coeur avec... des feuilles d'épinards ?
Des chercheurs américains ont démontré que la structure du légume est apte à faire circuler le sang dans le coeur, permettant de revasculariser cet organe fragile. Cette technique pourrait remplacer les solutions synthétiques, beaucoup plus coûteuses.
Popeye avait-il tout compris ? Les épinards seraient-ils l'avenir de la médecine ? Une équipe de l'Institut polytechnique de Worcester y croit. Certes, elle ne parle ni de fer, ni de gros muscles mais d'une utilisation très pointue et tout en finesse de la plante potagère.
Les chercheurs américains viennent en effet de démontrer, lors de tests en laboratoire, qu'une feuille de cette plante peut servir de structure pour aider à rebâtir un coeur malade et qu'elle peut donc s'avérer très utile pour développer des tissus cardiaques fonctionnels destinés à être greffés.
Une structure captivante
Tout leur travail repose au départ sur la structure du légume. " Quand j'ai regardé la feuille d'épinard, sa tige m'a rappelé une aorte et j'ai remarqué qu'elle était parcourue par un système de nervures semblable à celui de notre propre réseau sanguin ", raconte Joshua Gershlak, un des principaux auteurs.
Un atout indéniable qui permet de résoudre un des problèmes auquel sont confrontés aujourd'hui les scientifiques. Pour faire face à la pénurie chronique d'organes donateurs, ils se tournent de plus en plus vers la fabrication de tissus, voire d'organes entiers, cultivés en laboratoire. Mais cultiver un groupe de cellules n'est qu'une partie de la solution. Elles ne peuvent subsister sans un approvisionnement constant en sang. Le défi est alors de créer les veines et artères du système circulatoire. On comprend déjà mieux l'intérêt de l'épinard.
Un détergent avant les cellules
Pour réaliser leur projet, les scientifiques sont allés chercher des feuilles d'épinard au marché, comme le ferait n'importe quelle ménagère. Ces feuilles, ils les ont trempées dans une solution de détergent afin d'éliminer leurs cellules végétales. Grâce à ce procédé, le tissu est " décellularisé " en une semaine, limitant ainsi les risques de rejet lors d'une greffe puisqu'il est débarrassé de ses propriétés cellulaires d'origine.
Les chercheurs ont donc obtenu une structure transparente, en fine cellulose, le principal constituant de la paroi des cellules végétales. Ce " squelette " végétal, avec toutes les ramifications conservées, a ensuite été " recellularisé " avec des cellules humaines, en l'occurrence des cardiomyocytes, cellules constitutives du muscle cardiaque
Au bout de trois semaines, les cellules ont commencé à se contracter spontanément comme elles l'auraient fait dans un tissu humain, transformant la matrice en une sorte de mini-coeur où les fluides sont aptes à circuler, comme les scientifiques en ont fait la démonstration par la suite.
Des perspectives prometteuses
Au final, le recours à l'épinard présente plusieurs avantages. La cellulose est biocompatible et biodégradable. La méthode est peu coûteuse. Et la culture de plantes pose aussi moins de questions éthiques que des élevages d'animaux de laboratoire.
Pour l'instant, l'expérience est au stade de preuve de concept. Avant que cette découverte ne soit applicable chez l'Homme, il faut encore parvenir à intégrer le système vasculaire d'une plante dans un système vasculaire humain et on ignore s'il y aura une réponse immunitaire.
Mais les chercheurs sont optimistes. Selon eux, plusieurs feuilles-coeurs pourraient être empilées les unes sur les autres à la manière d'un " pansement " puis greffées à un coeur malade, ce qui permettrait une vascularisation nécessaire à la guérison.
Ils considèrent enfin que cette technique pourrait remplacer les solutions synthétiques, beaucoup plus onéreuses, et permettre de faire face à une pénurie chronique de don d'organes, voire même ouvrir la voie à une nouvelle façon de soigner d'autres pathologies.
Des végétaux et des fruits pour cultiver des tissus humains
La feuille d'épinard a été préférée en raison de la densité importante de ses vaisseaux mais les chercheurs pensent que leur technique pourrait aussi fonctionner avec d'autres plantes comme le persil, l'armoise annuelle, l'arachide...
Parmi les idées qui circulent, citons : la structure creuse et cylindrique d'une tige d'Impatiens capensis (l'Impatience du Cap) qui pourrait servir à fabriquer un greffon pour une artère, la forme des pétales de roses qui conviendrait parfaitement à une greffe de peau et la structure d'une branche de bambou qui pourrait permettre de fabriquer un greffon pour remplacer un os brisé ou manquant.
Les fruits peuvent également être utiles. Des biologistes canadiens ont même réussi à faire pousser une oreille sur un simple morceau de pomme. (*) Dans un premier temps, toutes les cellules contenant l'ADN du fruit ont été retirées pour ne laisser que l'architecture en cellulose. À la place, les chercheurs ont cultivé des cellules cancéreuses humaines HeLa, dont la particularité est de se diviser à l'infini.
Les nouvelles cellules ont permis la formation d'un organe qui a pris la forme et la couleur d'une véritable oreille. Transplanté sur des souris, il n'a montré aucun signe de rejet au bout de deux mois d'expérimentation. L'expérience pourrait à terme être testée chez l'Homme.
(*) Source : Plos One, 19 mai 2014, doi : 10.1371/journal.pone.0097835