Skip to main content

Les Belges envoient un cœur miniature dans l'espace pour la recherche sur le vieillissement

30 août '23

AstroCardia développe un « cœur spatial » artificiel pour étudier la santé cardiaque

Cinq entreprises et centres de recherche belges unissent leurs forces pour le projet AstroCardia. Grâce à ce projet, ils se donnent pour mission d'améliorer la santé cardiaque. Et ils le font dans un endroit très particulier : l'espace. Ils visent ainsi à mieux étudier le vieillissement cardiaque et à créer un modèle d'étude adapté au cœur. Pour ce faire, ils ont développé un cœur artificiel miniature et le système cardiovasculaire associé par bio-impression 3D. Ce « cœur sur puce » sera envoyé vers la station spatiale internationale (ISS) en 2025.

SCK CEN - AstroCardia (2023)

Les maladies cardiovasculaires sont l'une des causes les plus fréquentes de décès dans le monde. Le risque de maladie cardiovasculaire augmente avec l'âge. Cependant, les chercheurs ne savent pas encore très bien pourquoi il en est ainsi. La science manque de modèles réalistes pour dévoiler les processus biologiques sous-jacents. Cinq partenaires belges – Space Applications Services, SCK CEN, QbD Group, BIO INX et Antleron – mettent à présent leurs connaissances et leur expertise au service du développement d'un modèle d'étude adapté. Et ils le font dans un environnement où les scientifiques peuvent mieux étudier le vieillissement du cœur : dans l'espace.

 « Notre cœur change avec l'âge. Petit à petit, il devient plus gros et plus rigide, les artères se calcifient et la capacité de pompage se détériore. Dans l'espace, des facteurs tels que le stress, la microgravité et les rayonnements accélèrent 20 fois ces processus de vieillissement. Ainsi, dans l'espace, nous défions le temps. Cela nous donne donc la possibilité unique d'obtenir des résultats de recherche que nous ne pouvons tout simplement pas obtenir ici sur Terre. La plateforme que nous allons développer permettra la recherche sur les mécanismes à la source du vieillissement cardiaque. Cette recherche sera entièrement automatisée et pourra être commandée à distance », a déclaré Hilde Stenuit, chercheuse chez Space Applications Services.

« Un cœur sur puce » : un modèle de cœur bio-imprimé en 3D

L'étude approfondie d'un cœur humain vivant et de tous les processus qui y sont associés est pratiquement impossible. Les chercheurs vont donc bio-imprimer un cœur miniature sur une puce et construire un système cardiovasculaire artificiel autour de celui-ci.

Ce « cœur sur puce » consiste en une puce de quelques millimètres carrés sur laquelle sont imprimées des cellules du muscle cardiaque. « L’encre » est constituée de biomatériaux et de cellules souches qui peuvent se transformer en n'importe quelle cellule du corps. Les cellules commencent à se diviser et à s'organiser pour former un modèle de cœur humain en développement ; c'est ce que l'on appelle un organoïde cardiaque. Un système cardiovasculaire artificiel incite ce cœur à s'alimenter en oxygène et en nutriments jusqu'à ce qu'il atteigne sa maturité et commence à battre. Dès lors, les scientifiques peuvent effectuer des tests. Le test principal sera réalisé en 2025, à bord de la station spatiale internationale.

Cette année-là, ces dispositifs de cœur sur puce seront envoyés dans l'espace et maintenus en vie pendant quatre à six semaines. Au cours de cette période, ils seront surveillés en temps réel. Une fois ces dispositifs revenus sur Terre, des chercheurs de l'entreprise QbD et du centre de recherche nucléaire SCK CEN les analyseront en détail. Grâce à cette expérience dans l’espace, les partenaires espèrent étudier si l’exposition du système cardiovasculaire développé à l’environnement spatial peut servir de modèle scientifique pour le vieillissement du cœur.

« Le cœur miniature, de la taille d'une graine de chia, imite fidèlement son homologue humain. Cette technique innovante permettrait de mieux étudier les maladies cardiovasculaires et de tester d'éventuels médicaments. Le plus grand avantage est que nous pouvons les personnaliser en utilisant les cellules souches du patient lui-même. Ainsi, nous pouvons produire une version miniature du cœur du patient. Cela représenterait un grand pas en avant pour la médecine personnalisée. C'est ce à quoi nous travaillons ensemble », a déclaré le Dr Kevin Tabury, expert en radiobiologie du SCK CEN. Le centre de recherche nucléaire n'en est pas à son coup d'essai avec ce projet. Il étudie depuis longtemps l'effet des rayonnements sur le vieillissement du cœur, et ce dans le contexte de la radiothérapie et de l'exploration spatiale.

Le plus grand avantage est que nous pouvons les personnaliser en utilisant les cellules souches du patient lui-même. Ainsi, nous pouvons produire une version miniature du cœur du patient. Cela représenterait un grand pas en avant pour la médecine personnalisée.
Dr Kevin Tabury, expert en radiobiologie du SCK CEN
SCK CEN - AstroCardia (2023)

Bio-encre

Une bio-impression 3D d'un modèle de cœur miniature dans une puce nécessite absolument des matériaux spécialisés. Il s'agit notamment d'une bio-imprimante 3D d'une précision micrométrique, de cellules souches vivantes et d'une « bio-encre ». Ces cellules souches qui se développent en un mini-organe doivent être imprimables et maintenues ensemble. Pour ce faire, le consortium peut compter sur l'expertise de la start-up belge BIO INX.  « Comparez cela à la maçonnerie d'un mur. Les cellules souches sont les briques, la bio-encre le mortier. La bio-encre est une sorte de gel qui rend les cellules imprimables et dans lequel elles peuvent survivre pendant et après l'impression », explique Jasper Van Hoorick, PDG de BIO INX.

Merveille technologique

Le système cardiovasculaire artificiel deviendra une merveille technologique dès son développement par les partenaires d'AstroCardia en collaboration avec la société de R&D Antleron. « Ce projet fournit des informations précieuses sur la physiologie des organoïdes cardiaques. Il est donc essentiel que la puce sur laquelle nous imprimerons ce cœur miniature puisse supporter les conditions extrêmes de l'espace. Nous sommes honorés de pouvoir y contribuer grâce à nos connaissances », a déclaré Jan Schrooten, PDG d'Antleron. « Avec ce projet, nous voyons plus loin. Aujourd'hui, nous nous occupons déjà des problèmes auxquels la société sera confrontée demain. Un cœur en bonne santé est important non seulement pour les personnes souffrant actuellement de maladies cardiovasculaires, mais aussi pour les astronautes en bonne santé qui explorent l'espace », conclut Martijn Reniers, CIO chez QbD.

Soutien financier

Le projet bénéficie du soutien financier de VLAIO en tant qu’intercluster ICON (Medvia & Flanders Space) dans le cadre de la convention de subvention HBC.2022.0569.

En savoir plus?

Visitez le site web

Partagez cet article