par Nicolas Prouillac | 2 décembre 2016

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BioBot 1

Le BioBot 1 se présente comme une impri­­mante 3D clas­­sique. C’est un cube blanc au design mini­­ma­­liste, percé d’ou­­ver­­tures sur trois côtés qui permettent d’ac­­cé­­der aux extru­­deuses. « Il ressemble à un appa­­reil tradi­­tion­­nel, avec une tête d’im­­pres­­sion qui se déplace sur trois axes : x, y et z », explique Cabrera. À l’in­­té­­rieur des extru­­deuses se trouvent des seringues remplies de ce qu’ils appellent la bioink, l’ « encre biolo­­gique » avec laquelle sont impri­­més les tissus. Il s’agit d’une combi­­nai­­son de cellules vivantes d’ori­­gine humaine ou animale conte­­nues dans un bioma­­té­­riau. « Admet­­tons que vous vouliez impri­­mer de la peau », dit-il. « Dans ce cas précis, le bioma­­té­­riau sera du colla­­gène. Votre bioink sera donc une mixture de colla­­gène et de cellules. » L’im­­pri­­mante utilise ensuite la pres­­sion pour extraire le mélange de la pointe de l’ex­­tru­­deuse. L’encre biolo­­gique régur­­gi­­tée ressemble à de la glu qui, si elle n’est pas trans­­for­­mée, se répan­­dra sur la surface de la boîte de Petri. « Dans le cas d’une impri­­mante 3D clas­­sique, on utilise de hautes tempé­­ra­­tures pour faire fondre le plas­­tique. Une fois à l’air libre, il refroi­­dit et revient à l’état solide », pour­­suit Cabrera. Dans le cas de la bio-impres­­sion, cette méthode ne fonc­­tionne pas car elle tuerait les cellules. « L’autre option, c’est d’uti­­li­­ser des radia­­tions UV à haute inten­­sité. Mais là encore, ce serait désas­­treux pour les cellules. »


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Une première créa­­tion basique
Crédits : BioBots

L’équipe de BioBots a donc déve­­loppé un proces­­sus utili­­sant de la lumière visible – les ultra­­vio­­lets sont situés hors du spectre lumi­­neux visible. Il s’agit d’une lumière bleue qui s’al­­lume dès que l’encre biolo­­gique quitte l’ex­­tru­­deuse. Cette tech­­nique permet de soli­­di­­fier le bioma­­té­­riau utilisé sans endom­­ma­­ger les cellules vivantes qu’il contient. « Nous avons élaboré diffé­­rentes bioinks qui peuvent être combi­­nées. Elles s’ap­­pa­­rentent aux cartouches de couleur que vous avez chez vous. » À ceci près qu’elles sont faites à base de géla­­tine, de calcium, de ther­­mo­­plas­­tiques ou de sodium qui corres­­pondent aux besoins spéci­­fiques des cher­­cheurs.  Un BioBot 1 coûte 10 000 dollars et les bioinks jusqu’à 200 dollars le gramme pour certaines. « C’est prin­­ci­­pa­­le­­ment un outil de recherche pour le moment », explique Cabrera. Utili­­sée par une poignée de labo­­ra­­toires univer­­si­­taires et d’en­­tre­­prises médi­­cales privées, l’im­­pri­­mante de BioBots vise néan­­moins à se démo­­cra­­ti­­ser dans un avenir proche. « Notre inven­­tion pour­­rait sauver des centaines de millions de vies », affirme l’en­­tre­­pre­­neur. Le panel d’ap­­pli­­ca­­tions possibles est impres­­sion­­nant. Et il n’est pas le seul à le dire.

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« Faisons un bond dans l’ave­­nir, nous sommes en 2056 », commence le Dr Samuel Wadsworth sur la scène du TEDx de Vancou­­ver, au Canada. Spécia­­liste en biote­ch­­no­­lo­­gie et cofon­­da­­teur d’Aspect Biosys­­tems, une firme cana­­dienne concur­­rente de BioBots, Wadsworth est venu parler à un public atten­­tif des promesses de la bio-impres­­sion 3D. « J’ai 79 ans, à présent, et je ne me sens pas très bien ces derniers temps. Je suis anor­­ma­­le­­ment fati­­gué après ma partie quoti­­dienne de space tennis. Ça m’inquiète, donc j’en parle à mon RoboDoc. Après m’avoir scanné de haut en bas, il me dit que j’ai une fibrose pulmo­­naire. Si je ne fais rien, je serai mort d’ici quatre ou cinq ans. La trans­­plan­­ta­­tion du poumon est la seule solu­­tion pour me soigner. Mais je n’au­­rai pas à attendre un donneur provi­­den­­tiel, car voilà ce qu’il se passera en 2056… »

À terme, cette méthode pour­­rait mettre fin aux essais pré-cliniques sur les animaux.

En 2056, on prélè­­vera des cellules sur le Dr Wadsworth lui-même, par une prise de sang ou une biop­­sie de peau. Trans­­fé­­rées dans un labo­­ra­­toire, les cellules seront culti­­vées et trans­­for­­mées en cellules pulmo­­naires. Ces dernières seront alors injec­­tées dans une encre biolo­­gique dont une bio-impri­­mante 3D se servira pour fabriquer une struc­­ture en forme de poumon. Après quelques semaines de matu­­ra­­tion dans un envi­­ron­­ne­­ment adapté, le poumon arti­­fi­­ciel­­le­­ment créé sera prêt à être trans­­planté à l’in­­té­­rieur du corps du docteur, pour rempla­­cer son organe malade. Le proces­­sus n’aura pris que quelques mois et l’opé­­ra­­tion ne souf­­frira d’au­­cune possi­­bi­­lité de rejet.

Ce futur n’est pas si loin­­tain. BioBots s’est amusé récem­­ment à un impri­­mer un nez et une oreille avec son instru­­ment. Au MIT, la cher­­cheuse Jenni­­fer Lewis et son équipe travaillent depuis 2014 à la fabri­­ca­­tion de vais­­seaux sanguins arti­­fi­­ciels, dont les plus petits ont un diamètre de 75 µm. En Suède, les Insti­­tuts natio­­naux de la santé (NIH) ont créé à la fin de l’an­­née 2015 des cordes vocales impri­­mées en 3D – les premiers résul­­tats sont très encou­­ra­­geants. À terme, cette méthode pour­­rait égale­­ment mettre fin à l’une des afflic­­tions les plus tenaces de la méde­­cine : les essais pré-cliniques sur les animaux. Tester nos médi­­ca­­ments sur des tissus biolo­­giques fabriqués plutôt que sur des spéci­­mens vivants permet­­trait à la fois d’en finir avec la cruauté animale et d’amé­­lio­­rer consi­­dé­­ra­­ble­­ment les résul­­tats des tests. Notre orga­­nisme étant très diffé­rent de celui des souris, il arrive fréquem­­ment que des essais pré-cliniques réus­­sis soient suivis d’un échec une fois les produits testés sur l’homme. « Dans 30 ou 40 ans », conclut Sam Wadsworth, « vous marche­­rez peut-être dans la rue avec des chaus­­sures en cuir véganes bio-impri­­mées… Mais ce que je peux vous garan­­tir, c’est que dans quelques années à peine, vous pour­­rez être soignés avec des médi­­ca­­ments qui auront été testés inté­­gra­­le­­ment sur des tissus biolo­­giques impri­­més en 3D. » Le public l’ap­­plau­­dit à tout rompre.

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Sam Wadsworth sur scène
Crédits : TEDx

That Esca­­la­­ted Quickly

Danny Cabrera a confiance en l’ave­­nir. Les béné­­fices de son inven­­tion, médi­­caux comme finan­­ciers, se font déjà sentir. En septembre 2015, BioBots n’a pas seule­­ment sorti son BioBot 1. La start-up a annoncé une levée de fonds d’1,25 millions de dollars auprès d’in­­ves­­tis­­seurs répu­­tés comme DreamIt Ventures et 500 Star­­tups. Lorsque l’on se met à lui parler de ses levées de fonds succes­­sives, il commence à répondre de façon très détendu, mais sa RP vient oppor­­tu­­né­­ment lui signa­­ler qu’il est l’heure de se rendre à un autre rendez-vous. Avant de nous quit­­ter, il prend le temps de répondre à une dernière ques­­tion. « Je pense que la bio-impres­­sion 3D n’est qu’une pièce d’un puzzle plus grand », dit-il. « Il s’agit d’une toute nouvelle façon de faire de la biolo­­gie, qui dans son ensemble est conçue pour travailler en 2D. Il va falloir chan­­ger tout notre envi­­ron­­ne­­ment de travail. On imagine de grandes salles avec peu d’équi­­pe­­ment, au contraire d’aujourd’­­hui », dit-il. Soudain, le complexe à la fois vaste et confiné dans lequel évoluent les bioin­­gé­­nieurs de West­­world ne semble plus aussi vide et aléa­­toi­­re­­ment agencé. On se prend à imagi­­ner que d’ici quelques décen­­nies, les bio-impri­­mantes seront capables de fabriquer des corps entiers faits d’os, de chair et de sang. Un proces­­sus mêlant concep­­tion, impres­­sion et matu­­ra­­tion. Ce véhi­­cule serait autre­­ment plus parfait pour abri­­ter une intel­­li­­gence (quelle qu’elle soit) qu’un corps faits de câbles et d’acier. « Nous serons capables de recréer la vie, sans aucun doute », assure-t-il. « Et pas seule­­ment la vie humaine. On parle de toute la biolo­­gie : de n’im­­porte quelle créa­­ture vivante. Tout comme dans West­­world. » Sur ces mots, Danny Cabrera se lève, me salue et s’en va en souriant.

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Un jour, cette oreille sera peut-être atta­­chée à un corps entiè­­re­­ment imprimé en 3D
Crédits : BioBots

Couver­­ture : Un labo­­ra­­toire équipé de bio-impri­­mantes BioBot 1. (BioBots)


LE MILLIONNAIRE QUI VEUT QUE VOUS VIVIEZ PLUS LONGTEMPS

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Pion­­nier du séquençage du génome humain, Craig Venter est passé dans l’ère de la biote­ch­­no­­lo­­gie. Ce qu’il veut : vous faire vivre mieux et plus long­­temps.

À l’aube de son 69e anni­­ver­­saire, c’est d’un œil amusé que Craig Venter observe son double numé­­rique se balan­­cer d’un pied sur l’autre. Avec sa barbe blanche, son jeans et son t-shirt gris à col en V, l’ava­­tar de Venter est la grande star d’une appli­­ca­­tion pour iPad dont Scott Skel­­len­­ger, respon­­sable du service infor­­ma­­tique, me fait la démons­­tra­­tion. L’ar­­ché­­type minia­­ture de Venter peut même marcher, voire danser à la demande. Nous nous trou­­vons alors dans son impo­­sant bureau de San Diego en compa­­gnie de Heather, son épouse et agent de publi­­cité. Avec humour, Venter m’ex­­plique qu’il voulait à l’ori­­gine pouvoir extraire le cœur de son avatar « à la manière aztèque », ou encore lui préle­­ver le cerveau pour inspec­­tion… et intros­­pec­­tion. Au lieu de cela, le mini-Venter qui gigote dans l’ap­­pli­­ca­­tion est entouré d’op­­tions arran­­gées en un véri­­table système solaire : images en coupe du cerveau, connec­­ti­­vité et anato­­mie, artères intra­­crâ­­nien­­nes… J’étu­­die un scan de ses hanches et de sa colonne verté­­brale puis inspecte l’in­­té­­rieur de son crâne. Des couleurs mettent en avant les diffé­­rentes sections de son cerveau et j’en distingue clai­­re­­ment les substances blanches et grises. « J’ai le cerveau d’un homme de 44 ans », me dit-il. Un autre tap sur l’écran et me voilà qui examine son génome – retraçant ses origines jusqu’au Royaume-Uni –, sa démarche et même ses empreintes de pieds, saisies pour la posté­­rité par un sol intel­­li­gent. Craig Venter, le plus grand entre­­pre­­neur en biote­ch­­no­­lo­­gie de la planète, décom­­posé en format binaire.

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L’ap­­pli­­ca­­tion Health Nucleus
Crédits : HLI

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