Comment faire pousser un os - Nina Tandon

Retrouvez la leçon complète : http://ed.ted.com/lessons/how-to-grow-a-bone-nina-tandon

Peut-on faire pousser un os humain hors du corps humain ? La réponse pourrait bientôt être oui. Nina Tandon explore les possibilités en expliquant comment les os poussent naturellement dans la corps, et comment les scientifiques espèrent reproduire ce processus en labo.

Leçon par Nina Tandon, animation par by Giant Animation Studios.

Peut-on faire pousser un os humain
hors du corps humain ?

La réponse pourrait bientôt être oui,

mais avant d'expliquer
comment c'est possible,

nous devons examiner comment les os
poussent naturellement dans le corps.

La plupart des os chez le fœtus,
sont au départ du cartilage mou.

Des cellules remplacent le cartilage
par une matrice minérale spongieuse

composée d'éléments tels que
le calcium et le phosphate.

Cette matrice durcit,
à mesure que les ostéoblastes,

des cellules dédiées
à la formation des os,

déposent des minéraux,
qui donnent aux os leur solidité.

La matrice n'est pas composée
de cellules vivantes,

mais le réseau sanguin, les nerfs
et autres tissus vivants

se développent
au travers de canaux dédiés.

Au cours du développement,

une armée d'ostéoblastes
renforce le squelette

qui protège nos organes,
nous permet de bouger,

fabrique les cellules sanguines
et plus encore.

Mais ce processus
de construction initiale seul

ne suffit pas à rendre les os
solides et fonctionnels.

Si on prend cet os,

qu'on lui attache des muscles,

qu'on l'utiliser pour
soulever un poids important,

l'os va probablement se briser net
sous la contrainte.

Ça ne se produit généralement pas

parce que nos cellules renforcent

et construisent sans cesse nos os
là où c'est utile,

c'est le principe de la loi de Wolff.

Toutefois, la matière osseuse
est une ressource limitée

et ce nouvel os renforcé

peut être formé uniquement s'il y a
suffisamment de matière disponible.

Heureusement, les ostéoblastes,
les constructeurs,

ont des homologues appelés ostéoclastes,
les recycleurs.

Les ostéoclastes détruisent la matrice
inutile à l'aide d'acides et d'enzymes

pour que les ostéoblastes
puissent ensuite ajouter du tissu.

Une raison pour laquelle
les astronautes en orbite

doivent faire de l'exercice,

est l'absence de contrainte
sur le squelette en chute libre.

Selon la loi de Wolff,

cela rend les ostéoclastes plus actifs
que les ostéoblastes,

ce qui entraîne une perte de masse
osseuse et de solidité.

Lorsqu'un os se brise, notre corps
possède une étonnante capacité

à reconstruire l'os cassé
comme si rien ne lui était arrivé.

Certaines situations,
comme l'ablation d'un cancer,

les traumatismes,

ou les anomalies génétiques, dépassent
les capacités du corps à se réparer.

Parmi les solutions historiques,
on a rebouché les trous avec du métal,

des os d'animaux,

ou des morceaux d'os
provenant de donneurs humains,

mais aucune n'est optimale
car elles peuvent causer des infections

ou être rejetée
par le système immunitaire,

et ne peuvent pas assurer la plupart
des fonctions des os sains.

Une solution idéale serait de cultiver
un os à partir de cellules du patient

qui soit parfaitement adapté
à la forme du trou,

et c'est ce que les scientifiques
essayent de faire actuellement.

Voici comment ça marche.

D'abord, les médecins extraient des
cellules souches de la graisse du patient

et font des scanographies pour mesurer
les dimensions exactes de l'os manquant.

Ils modélisent ensuite
la forme exacte du trou,

soit par impression 3D,

soit en taillant
des os de vache dévitalisés.

Ce sont des os dont toutes les cellules
ont été retirées,

ne laissant que
la matrice minérale spongieuse.

Ils ajoutent ensuite
les cellules souches à cette matrice

et le tout placent dans un bioréacteur,

un appareil qui va simuler toutes
les conditions de l'intérieur du corps.

Température, humidité, acidité
et composition nutritive

tout doit être parfait pour que
les cellules souches se différencient

en ostéoblastes et autres cellules,

qu'elles colonisent la matrice

et la réagence avec du tissu vivant.

Mais il manque encore une chose.

Vous vous rappelez la loi de Wolff ?

Un os artificiel doit subir
une vraie contrainte,

sinon il deviendra faible et fragile,

donc le bioréacteur pompe en permanence
des fluides autour de l'os,

et la pression contraint les ostéoblastes
à augmenter la densité osseuse.

Assemblez le tout,
et en trois semaines,

l'os vivant est prêt
à sortir du bioréacteur

et à être implanté
dans le corps du patient.

Il n'est pas encore certain que
cette méthode s'appliquera aux humains,

Mais des os cultivés en labo ont déjà été
implantés avec succès chez des porcs

et d'autres animaux,

et des essais chez l'homme
pourraient commencer dès 2016.