Les résultats sont spectaculaires chez la souris, mais le passage à l'homme reste un défi. 

Pourra-t-on un jour remplacer les greffes pulmonaires par l'implantation de poumons bioartificiels, reconstitués en laboratoire à partir des propres organes des malades? Des chercheurs américains de l'université de Yale ont en tout cas franchi un premier pas prometteur en réussissant cette prouesse chez des rats. Leurs travaux ont été publiés la semaine dernière dans la revue Science. Les recherches en ingénierie tissulaire, très actives pour réparer des organes comme le cœur, le rein ou encore le foie, ont un enjeu particulièrement crucial en pneumologie. Du fait de la faible capacité de régénération des poumons, la transplantation est actuellement la seule option thérapeutique quand ils sont sévèrement endommagés par une maladie comme la mucoviscidose, l'emphysème ou encore la bronchite chronique. En France, les greffes pulmonaires concernent environ 200 personnes par an, ce qui, comme pour d'autres organes, est loin de satisfaire les besoins.

Pour fabriquer leur appareil respiratoire bioartificiel, Thomas Petersen (département d'ingénierie biomédicale de Yale) et son équipe ont procédé en plusieurs étapes. Dans un premier temps, ils ont prélevé des poumons de rats adultes puis en ont éliminé toutes les cellules - avec un détergent - pour ne garder que la matrice, c'est-à-dire la charpente de cet organe. Celle-ci a ensuite été placée dans un bioréacteur simulant un environnement pulmonaire fœtal. Dans cette phase, plusieurs types de cellules ont été injectées, pour recoloniser les voies respiratoires et les vaisseaux.

 

Mêmes caractéristiques 

Une semaine plus tard, ces néopoumons avaient acquis les mêmes caractéristiques qu'un poumon normal et étaient prêts pour la transplantation. Greffés chez des rats pendant des périodes de quarante-cinq minutes à deux heures, ils ont effectivement rempli leur mission : se gorger d'air et assurer les échanges gazeux (oxygène et gaz carbonique). Le sang quittant le poumon avait ainsi une saturation en oxygène de 100%, et sa teneur en CO2 était réduite, ce qui selon les chercheurs, confirme l'efficacité du système. Les images de l'expérience, bien résumée dans une courte vidéo, sont spectaculaires.

«C'est la première fois que l'on voit un concept de poumon artificiel qui se rapproche du poumon normal, et c'est très intéressant, s'enthousiasme le Pr Thomas Similowski, chef du service de pneumologie et réanimation médicale à l'hôpital de La Pitié-Salpêtrière (Paris). Et de préciser, que les appareils d'assistance respiratoire transitoires comme les ecmo (oxygénation par membrane extracorporelle), récemment utilisés lors des formes graves de grippe H1N1, fonctionnent très différemment du système respiratoire humain.

15.000 litres d'air par jour

Quoique enthousiasmants, les travaux préliminaires de l'équipe américaine demanderont toutefois encore probablement des années, voire des décennies de recherche pour aboutir à des poumons bioartificiels susceptibles d'être implantés à long terme chez l'homme. «Nos résultats sont encourageants mais de nombreux problèmes doivent encore être résolus», avertissent les auteurs de l'article de Science. Il leur faudra ainsi améliorer le système pour réduire le risque de troubles de la coagulation, et éviter les dégâts sur les alvéoles pendant l'étape de «décellularisation».

«Le défi majeur sera sans doute de trouver des sources fiables de cellules souches chez le patient lui-même», ajoute le Pr Similowski. Le pneumologue insiste aussi sur une autre particularité essentielle du poumon par rapport à d'autres organes comme le cœur ou le rein : il est en contact avec l'extérieur. «On respire chaque jour 15.000 litres d'air et les poumons représentent 150 mètres carrés d'échange, soit 75 fois plus que la peau, estime-t-il. Un poumon artificiel doit être capable d'assurer les échanges gazeux mais aussi de filtrer les particules de l'extérieur.»