Un organe endommagé peut-il être réparé ? « L’atelier 4S du corps humain » devient une réalité !

Lors de la 37e conférence « Healthy Line of Defense » de « Popularisation scientifique Chine - Je suis un scientifique », Dai Jianwu, chercheur à l'Institut de génétique et de biologie du développement de l'Académie chinoise des sciences, directeur du Centre de recherche en médecine régénérative, directeur de la Société chinoise des biomatériaux et secrétaire général de la branche des cellules souches de la Société chinoise de biologie cellulaire, a prononcé un discours intitulé « Réparation des tissus et des organes humains, la médecine régénérative va au-delà de la science-fiction ».

Voici la transcription du discours de Dai Jianwu :

17/04/2022 Pékin

Bonjour à tous, je m'appelle Dai Jianwu, je viens de l'Académie chinoise des sciences et je suis engagé dans la recherche en médecine régénérative.

Tout à l’heure, le Dr Tao Yong a raconté l’histoire de l’ophtalmologie. Nous savons qu’il existe une intervention chirurgicale en ophtalmologie appelée transplantation cornéenne, qui peut redonner la vue à de nombreuses personnes devenues aveugles à cause de maladies de la cornée. En fait, avec le développement de la médecine moderne, la transplantation d’organes ne se limite plus à un seul type. Il existe plus de dix types d’organes, y compris nos principaux organes communs tels que le cœur, le foie, les poumons et les reins, qui peuvent être transplantés.

La transplantation d’organes est souvent le dernier recours pour traiter une défaillance d’organe, mais de nombreux obstacles subsistent encore. Par exemple, les patients ayant subi une transplantation d’organe doivent prendre des médicaments anti-rejet pour le reste de leur vie, ce qui affaiblit leur propre système immunitaire et provoque de nombreux effets secondaires. Bien sûr, le plus grand obstacle vient du rapport entre l’offre et la demande. Il y a des centaines de milliers, voire des millions de personnes dans notre pays qui attendent une transplantation d’organes, mais seulement 1 % d’entre elles peuvent attendre que des organes leur soient fournis.

Qu’il s’agisse des mythes du passé ou de la science-fiction d’aujourd’hui, la question de savoir si les organes peuvent se régénérer est un sujet. Les humains rêvent beaucoup de régénération d’organes, mais malheureusement c’est très difficile. D’un point de vue évolutif, les organes humains ont évolué sur des dizaines de milliers d’années et sont devenus très complexes, tout en perdant une grande partie de leurs capacités de régénération. Au contraire, les organismes inférieurs comme la salamandre dans la vidéo développeront sûrement des organes identiques dans les deux mois si leurs membres sont coupés.

Ces dernières années, les gens ont placé leurs espoirs en matière de régénération des organes dans une nouvelle discipline appelée médecine régénérative, qui est l’histoire que je vais vous raconter aujourd’hui. Vous avez peut-être une certaine compréhension de la médecine régénérative, car de nombreuses personnes ont entendu parler des cellules souches. Cependant, il existe en réalité une compréhension unilatérale de la médecine régénérative, car même si les cellules souches constituent une partie très importante de la médecine régénérative, elles n’en constituent pas la totalité.

Je crois personnellement que la médecine régénérative est un projet systématique qui nécessite des matériaux d’échafaudage pour déterminer l’emplacement des cellules et réguler les fonctions cellulaires. De plus, divers facteurs régénératifs sont nécessaires pour aider les cellules à survivre, à se différencier et à se développer. Les cellules souches ne sont que les graines d’une cellule. La médecine régénérative est en fait comme la construction d’une maison. Si vous n’avez que des briques (cellules souches), vous ne pouvez certainement pas construire un bâtiment, car vous avez besoin d’un échafaudage en acier très solide (matériau d’échafaudage biologique) pour soutenir toute la maison. Si vous avez des briques et des barres d'acier, vous pouvez construire la maison, mais elle n'aura pas encore de fonctions, et vous aurez besoin d'eau, de chauffage, d'électricité (facteurs régénératifs), etc. Donc, ma propre compréhension de la médecine régénérative est qu'elle est basée sur des matériaux d'échafaudage biologiques, combinés avec des cellules souches et divers facteurs régénératifs, pour réparer, reconstruire et fabriquer les tissus et les organes dont le corps humain a besoin.

Je suis retourné en Chine en 2001 et la première chose que j’ai faite a été de créer un laboratoire de médecine régénérative. Après avoir créé le laboratoire, la première chose à faire est de déterminer ses problèmes scientifiques. Nous avons choisi le problème le plus difficile de la médecine régénérative – les lésions de la moelle épinière – comme orientation de recherche de notre laboratoire. Beaucoup de gens m’ont conseillé en disant : « Professeur Dai, vous devriez envisager quelque chose de plus facile pour obtenir des résultats plus facilement. » Mais lorsque vous voyez des patients souffrant de lésions de la moelle épinière, vous sentez que quelqu’un doit travailler dur pour résoudre ces problèmes.

Dans mon pays, on compte environ 100 000 à 140 000 lésions de la moelle épinière chaque année, dues à des accidents, des blessures liées au travail ou des maladies. Il y a plus de deux millions de patients atteints de lésions de la moelle épinière vivant dans notre pays, dont la plupart sont des jeunes. Même si leur capacité de survie n’a pas beaucoup changé, le lourd fardeau économique et le travail de soins pèseront lourdement sur leurs familles.

La moelle épinière est une voie nerveuse à l’intérieur de notre colonne vertébrale, tout comme un câble. Les signaux d'action et de commande du cerveau sont transmis aux membres par son intermédiaire, et les sensations des membres sont transmises au cerveau par son intermédiaire. Cependant, si une partie des segments cervicaux, thoraciques ou lombaires (comme le point rouge dans la vidéo) est endommagée, la voie de signalisation sera interrompue et la partie située sous le site endommagé perdra toute sensation, ce que nous appelons paraplégie.

Pourquoi la réparation des lésions de la moelle épinière est-elle si difficile ? Parce que théoriquement, le tissu de la moelle épinière ne peut pas du tout se régénérer, ce n’est pas comme ce que l’on entend souvent : « Il faut cent jours pour guérir un os cassé. » Les blessures osseuses et cutanées ont un processus d’auto-guérison. Une fois endommagé, un grand nombre de cellules souches ou de facteurs de croissance se dirigeront vers le site blessé pour aider à la régénération. Mais les lésions de la moelle épinière sont différentes, y compris les lésions cérébrales. La raison pour laquelle le système nerveux central ne peut pas se régénérer est une question de protection. Une fois endommagé, il formera une grande quantité de cicatrices gliales pour empêcher une nouvelle expansion des dommages, tout en entravant la régénération. Par conséquent, dans le processus de recherche sur les lésions et la régénération de la moelle épinière, nous réfléchissons principalement à la manière de reconstruire un microenvironnement régénérateur.

Le terme « microenvironnement » semble très abstrait. Vous avez peut-être entendu parler davantage de l'environnement macroéconomique, du cadre de vie, etc. En fait, si nous prenons un tissu aussi gros qu'une graine de sésame ou un grain de millet et le mettons sous un microscope, ce sera probablement la structure du côté gauche de l'image ci-dessus, avec de nombreux échafaudages, une matrice extracellulaire et des protéines structurelles pour soutenir la position et l'existence de diverses cellules ; en outre, il existe de nombreux facteurs régénératifs et molécules de signalisation qui soutiennent la génération et la différenciation des cellules grâce au gradient de concentration formé par le matériau d'échafaudage. Pour passer d’un microenvironnement qui inhibe la régénération à un microenvironnement qui la favorise, il est nécessaire d’utiliser des biomatériaux pour réguler les cellules et la distribution des facteurs de croissance, ce qui nécessite des technologies de base.

Au cours des vingt dernières années, nous avons développé deux technologies clés.

La première consiste à modifier les biomatériaux afin qu’ils aient la capacité de réguler la distribution spatiale de divers facteurs de croissance dans le liquide, y compris la formation de gradients. Jusqu’à présent, cela devrait être la technologie la plus avancée dans ce domaine. De même, nous pouvons positionner les cellules dans un environnement liquide, réguler les cellules et les facteurs de croissance grâce à l’action de l’échafaudage et reconstruire le microenvironnement régénératif. Sur la base de cette théorie, nous avons conçu un produit de matériau d’échafaudage pour la régénération des tissus de la moelle épinière, qui est également le premier du genre au monde.

Échafaudage de collagène NeuroRegen® pour la régénération nerveuse

Comme vous pouvez le voir sur la photo, l'échafaudage est constitué de fibres de collagène disposées longitudinalement, qui guident en fait les nerfs pour qu'ils se développent dans cette direction.

Deux mois

Quatre mois

Ainsi, après avoir implanté ce produit chez des animaux présentant des lésions complètes de la moelle épinière, vous pouvez constater que les animaux n'ont récupéré aucune fonction après deux mois, mais au troisième et au quatrième mois, les chiens peuvent lentement se lever et marcher seuls. C’est la première fois que nous voyons un produit capable de guider la régénération du tissu de la moelle épinière.

En tant que produit, quel est son mécanisme d’action ? Traditionnellement, on pense que la régénération nerveuse augmente d’un millimètre ou de quelques dixièmes de millimètre chaque semaine ou chaque jour. En fait, cela n’est vrai que pour les nerfs périphériques qui peuvent se régénérer. Leurs fonctions se rétabliront lentement après un certain temps après la blessure, mais le système nerveux central ne peut pas le faire. Nous ne pouvons donc que proposer notre propre théorie sur la base des données accumulées au cours des vingt dernières années.

Nous avons découvert que les lésions de la moelle épinière peuvent activer de nombreuses cellules ; par exemple, les cellules gliales peuvent se différencier en cellules souches neurales positives à la Nestine. À ce stade, s'ils sont guidés pour se différencier en neurones bleus, ces neurones peuvent former des connexions avec les nerfs des tissus normaux. Tout comme lorsque nous regardons des films de guerre, lorsque les lignes téléphoniques sont coupées et ne peuvent pas être reconnectées, les soldats utilisent simplement leurs mains pour les reconnecter. Je pense que le mécanisme de régénération des lésions de la moelle épinière que nous avons mis en place aujourd’hui consiste essentiellement à connecter les deux extrémités cassées des nerfs au niveau du site blessé, permettant ainsi la transmission des neurotransmetteurs, rétablissant ainsi la fonction.

Nous avons commencé à préparer les essais cliniques pour ce produit en 2014, et le premier patient a été officiellement recruté le 16 janvier 2015. Cela fait sept ans depuis lors, et un total de plus d'une centaine de patients ont participé aux essais cliniques. L'année dernière, nous avons publié un article sur un suivi de cinq ans de 51 patients, prouvant que le produit est sûr et efficace pour plus de 50 % des patients - en particulier ceux souffrant de blessures aiguës, avec 40 % des patients récupérant leur fonction motrice.

Il y avait une jeune fille dans ce cas qui a très bien coopéré avec la rééducation, elle était donc la seule parmi plus de 100 patients du groupe à pouvoir marcher de manière autonome. Elle nous a donné beaucoup d’espoir, en montrant que les patients atteints de lésions de la moelle épinière n’ont pas besoin d’être en fauteuil roulant toute leur vie et qu’ils pourront un jour se lever et marcher.

Sur cette photo, je passe en revue certains des travaux marquants réalisés dans notre laboratoire au cours des 20 dernières années dans le domaine de la recherche sur les lésions de la moelle épinière ; mais il y a beaucoup de choses qui ne peuvent pas y être écrites parce qu'elles sont toutes des travaux ratés.

À ce stade, j’ai deux réflexions à partager avec vous :

La première est que les scientifiques doivent d’abord être capables de supporter la solitude et de s’en tenir à un objectif. Nous travaillons sur les lésions de la moelle épinière depuis vingt ans, et il me reste encore vingt ans devant moi pour le faire. Nous voulons amener le traitement des lésions de la moelle épinière à un niveau supérieur. En fait, il est très important pour les scientifiques de se concentrer sur un problème scientifique. Vous pouvez envier les Japonais qui remportent le prix Nobel chaque mois d’octobre, mais si vous étudiez ces personnes, vous constaterez qu’ils se concentrent sur un seul problème scientifique tout au long de leur vie, contrairement à certains scientifiques qui peuvent courir après tel ou tel point chaud et finalement ne rien obtenir.

La deuxième est que les scientifiques ne doivent pas avoir peur des difficultés. Nous avons choisi le problème scientifique le plus difficile, ce qui nous a permis de pousser à l’extrême la technologie de base de la médecine régénérative. À l’inverse, lorsque nous sommes confrontés à d’autres tissus et organes faciles à régénérer, il sera plus facile d’obtenir des résultats.

Au cours de la dernière décennie, nous avons également mené des recherches cliniques sur d’autres médecines régénératives, notamment sur les lésions endométriales.

Chaque année, le nombre d’avortements artificiels dans notre pays est probablement supérieur à 10 millions, ce qui peut entraîner des dommages et des cicatrices de l’endomètre, voire l’infertilité. Nous avons travaillé avec l’équipe de Hu Yali à l’hôpital Nanjing Drum Tower pour concevoir une membrane de collagène pour réparer l’endomètre. Les essais cliniques ont débuté en 2013 et le 17 juillet 2014, le premier bébé issu de l’étude clinique sur la régénération de l’endomètre est né. J'ai participé à l'accouchement en salle d'accouchement et j'ai été profondément impressionnée. Jusqu’à présent, cette étude clinique a permis de mettre au monde près d’une centaine de bébés en bonne santé, grâce à la régénération de l’endomètre.

Un autre problème lié à la reproduction est l’insuffisance ovarienne prématurée. Certaines jeunes femmes cessent d'avoir leurs règles à 19 ou 20 ans, et leurs ovaires ne sont plus activés, il n'est donc pas question de grossesse ou d'accouchement. En réponse à la maladie incurable de l'insuffisance ovarienne prématurée, nous avons coopéré avec Sun Haixiang, directeur du Centre de reproduction de l'hôpital Nanjing Drum Tower, pour concevoir un stent injectable, qui est principalement utilisé pour guider la circulation sanguine autour des ovaires et aider au développement des ovaires. Nous avons constaté que les ovaires des 20 patientes étaient activés et que deux d’entre elles étaient tombées enceintes. Cependant, dans un cas, probablement en raison de son âge avancé, le fœtus a été diagnostiqué avec une trisomie 21 et la grossesse a dû être interrompue. Enfin, le 12 janvier 2018, le premier bébé est né de la première patiente au monde à avoir reçu un traitement clinique pour une insuffisance ovarienne prématurée à l'hôpital Nanjing Drum Tower. Il s’agit également d’une avancée majeure, prouvant que l’insuffisance ovarienne prématurée n’est plus une maladie incurable.

La régénération du myocarde est en réalité difficile. Vous pourriez penser que le myocarde est un tissu non régénératif comme la moelle épinière, mais la demande de régénération myocardique est très grande. La moitié des décès chaque année dans notre pays et même dans le monde sont causés par des maladies cardiovasculaires et des tumeurs. Après un infarctus du myocarde, le myocarde devient fibrotique, formant une zone stérile, avec une fonction cardiaque réduite et une hypertrophie compensatoire. La méthode de traitement consiste à poser un stent, puis à effectuer un pontage et enfin à effectuer une transplantation cardiaque.

Nous appliquons le concept de contrôle du désert à la régénération myocardique. Si une terre est devenue désertifiée, si on y apporte de l’eau, elle deviendra une oasis. Si les vaisseaux sanguins peuvent se développer à l’intérieur du myocarde nécrotique, le myocarde peut-il être régénéré ? Nous avons donc conçu un collagène injectable et découvert qu’il pouvait faire repousser le myocarde dans un modèle d’infarctus du myocarde chez le porc. En mars 2016, nous avons organisé une étude clinique auprès de 60 patients souffrant d’insuffisance cardiaque. Après un an de suivi, nous avons constaté que le myocarde des patients souffrant d’insuffisance cardiaque sévère peut effectivement se régénérer. Je pense donc que cette importance clinique est très grande et qu’elle peut apporter de l’espoir à nos innombrables patients souffrant de maladies cardiovasculaires, en particulier ceux qui ont subi un infarctus du myocarde. Ces travaux ont été récemment publiés dans la revue cliniquement reconnue JAMA.

Enfin, nous nous intéressons aux questions esthétiques, à la régénération des cordes vocales. Nous travaillons avec le directeur Jin Xiaofeng du département d'oto-rhino-laryngologie de l'hôpital universitaire de médecine de Pékin. Ils nous apportent les besoins de nombreux patients, en demandant s'il existe un moyen de résoudre le problème pour une raison ou une autre. D’un point de vue structurel, la corde vocale est un ligament. Si le ligament peut se régénérer, la corde vocale peut également se régénérer. Nous avons donc conçu un échafaudage de collagène injectable pour réparer les cordes vocales. Depuis 2016, nous avons réalisé le traitement sur 20 patients à l’hôpital Union et les résultats ont montré que l’efficacité était de 100 %. Écoutons un exemple -

La voix la plus aiguë est celle après le traitement et la voix la plus grave est celle avant le traitement. Le patient qui est venu plus tard est venu spécialement à mon bureau, accompagné du directeur Jin, pour nous remercier. Il a déclaré qu'avant, il n'avait pas confiance en lui pour parler, mais qu'aujourd'hui, il sent que sa voix est plus forte que celle des gens ordinaires. Je suis très heureux pour lui.

En fait, il existe de nombreux domaines dans lesquels la régénération des cordes vocales peut être utilisée. Par exemple, de nombreux jeunes aiment aujourd’hui chanter, mais ils ne savent pas chanter certaines notes aiguës. Ils peuvent utiliser des méthodes de médecine régénérative pour augmenter l’élasticité et la largeur des cordes vocales, ce qui peut rendre la voix beaucoup plus forte. Je pense donc que cela peut aussi embellir la voix.

Après avoir dit tout cela, je me suis rappelé de certains rêves. En 2014, j'ai été élue Personnalité de l'année en matière d'innovation scientifique et technologique par CCTV pour mes réalisations en matière de régénération de l'endomètre. À cette époque, j’avais avancé une fantaisie lors de mon discours. J'ai dit que les gens sont comme les voitures. Les voitures disposent de magasins 4S pour l'entretien régulier, les problèmes peuvent être réparés et les défauts peuvent être remplacés par des pièces. Je pense que la médecine régénérative offre également un rêve à l’humanité, et elle peut également permettre l’entretien et la réparation du corps humain, et même le remplacement de certaines parties. Aujourd’hui, alors que je suis sur scène, je sens que le rêve que j’ai apporté à tout le monde devient réalité.

Merci à tous.

Conférencier Dai Jianwu : « La réparation des tissus et des organes humains et la médecine régénérative vont au-delà de la science-fiction » | Photo : Vphoto

Source : Vulgarisation scientifique Chine - Je suis un scientifique