Dans un laboratoire avec un plafond haut, il y a une oreille sur un plat dans une boîte en métal. C'est en fait un morceau de pomme, sculpté en forme d'oreille, mais pas tout à fait une pomme non plus; la cellulose a été lavée des cellules de pomme et les cellules humaines ont été peuplées à la place. Ce sont des cellules HeLa, notoires depuis longtemps cultivant une progéniture sous forme de cancer du col de l'utérus. Oui, c'est l'oreille de l'utérus, tenue par la pomme.
«Le biohacking est la nouvelle horticulture», déclare Andrew Pelling, directeur du laboratoire de manipulation biophysique de Pelling à l'Université d'Ottawa. Pelling évite la mode actuelle de manipulation génétique et biochimique, en examinant le comportement des cellules lorsque leur environnement physique change.
L'oreille de pomme a été créée comme une œuvre de fiction, faisant référence au cas célèbre où l'oreille humaine a été cultivée sur le dos d'une souris, et le choix des cellules HeLa était délibérément provocateur. Mais la fusion de plantes et d'animaux que cette pièce représente promet beaucoup pour la médecine régénérative, où les parties du corps défectueuses peuvent être remplacées par des alternatives techniques.
Les ingénieurs en biomatériaux qui créent une alternative à nos propres tissus corporels ont presque toujours travaillé sur des animaux - des porcs, par exemple - dont les organes sont similaires aux nôtres. Le règne végétal a été largement négligé. Cependant, il offre une grande variété d'architectures, dont beaucoup peuvent répondre aux besoins de la physiologie humaine. Il offre également un moyen de s'éloigner des biomatériaux propriétaires coûteux: l'open source pour tous.
Le principal problème dans la création d'un organe est de développer des matériaux capables de préserver les nouvelles cellules du corps, de maintenir la forme et l'organisation de l'organe. Dans une approche synthétique, un échafaudage en polymère moulé peut avoir la forme d'un organe puis se biodégrader à mesure que de nouvelles cellules le remplacent progressivement. Ou les cellules de l'organe du donneur peuvent être éliminées jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de «fantôme d'organe» - des structures de collagène, qui seront alors peuplées par les propres cellules du patient. Dans tous les cas, les biomatériaux artificiels et organiques sont produits commercialement et sont très coûteux.
Dans le domaine des biomatériaux, des milliards de dollars changent de main en main chaque année: les os, le cartilage, la peau et des organes entiers changent. Cette industrie attire des chercheurs talentueux qui sont prêts à profiter de leur propriété intellectuelle, mais la majorité du monde ne peut pas se le permettre. Par exemple, peu de gens peuvent dépenser 800 $ sur un centimètre cube d'allogreffe de peau décellularisée pour réparer une coiffe des rotateurs très déchirée, mais les pommes peuvent faire la même chose pour un centime pour le même volume.
Achetez une pomme rouge à l'épicerie (ou cueillez-la dans le jardin), coupez-la et lavez-la avec du savon et de l'eau, puis stérilisez à l'eau bouillante pour obtenir un filet de fibres prêt à travailler avec des cellules humaines. Implantés sous la peau, ces échafaudages se remplissent rapidement de cellules du tissu environnant, suivies de vaisseaux sanguins. Après huit semaines, ils sont entièrement compatibles avec le corps; le système immunitaire n'essaye même pas de les rejeter. Une partie de la plante commence à vivre comme un être vivant.
Bien que certains travaux de Pelling nécessitent une manipulation génétique, son enthousiasme consiste davantage à manipuler physiquement les cellules - à les pousser avec de minuscules aiguilles, à les étirer avec un laser ou à les enfermer dans des conteneurs de différentes formes pour voir comment elles s'organisent. Cette dernière approche a des applications précieuses pour des problèmes médicaux complexes tels que la paraplégie.
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Les minuscules capillaires des tiges d'asperges ont la bonne taille et la bonne forme pour la réparation de la moelle épinière. Pelling et ses neuroscientifiques ont démontré que les cellules nerveuses de souris se développent bien dans ces canaux, et si les implants de la moelle épinière ont tendance à se décomposer dans le corps, la fibre végétale ne le fait pas. «Elle est complètement inerte - comme le titane», dit Pelling. De même, les pétales de rose forment parfaitement des échafaudages pour les greffes de peau.
«Ce type de recherche est important car il élargit la boîte à outils», déclare Jeffrey Karp, expert en biomatériaux à la Harvard School of Medicine. "Des découvertes comme celles-ci ouvrent de nouvelles opportunités pour ceux qui travaillent en médecine translationnelle."
Pelling's Lab est situé au Canada, où il bénéficie d'un environnement réglementaire fidèle. Contrairement à l'Europe, qui a une forte opposition aux organismes génétiquement modifiés (OGM), ou aux États-Unis, avec leur histoire de controverse, le Canada encourage le biohacking et la recherche en santé en général. En 2011, le ministère national de la Santé du Canada a même parrainé un symposium intitulé Notre avenir post-humain, où vous pouvez deviner ce qui était discuté (notre avenir post-humain, évidemment).
Pour trouver un usage médical, les biomatériaux open source - comme la recette de pomme décellularisée ci-dessus - doivent passer par plusieurs étapes de test pour approbation réglementaire. Si aucun profit n'est perçu à l'issue de ce processus, les essais cliniques auront besoin d'un financement privé. À l'échelle mondiale, des biomatériaux abordables, produits localement et peu coûteux pourraient bien être une cible pour les philanthropes.
Alors que certaines recherches biologiques nécessitent des laboratoires certifiés et de multiples niveaux de sécurité, beaucoup abandonnent cela. Pelling's Lab développe des méthodes qui permettent au grand public de tweeter d'éventuelles expériences pour le laboratoire, ou de faire fonctionner directement le microscope, ou d'essayer de reproduire l'expérience à la maison en utilisant un équipement de biohacking domestique et des matériaux largement disponibles.
«Imaginez que les humains créent des structures cellulaires de la même manière qu'ils donnent de la puissance de calcul au SETI - la recherche d'une intelligence extraterrestre», explique Pelling. "Tout le monde sera perplexe face à ce puzzle, et nous pourrions tester des centaines de conditions."
Des endroits comme le laboratoire de Pelling promettent d'emmener la manipulation cellulaire dans les rues, que cela nous plaise ou non. C'est peut-être l'avenir que nous méritons le plus: les organes issus de plantes.
Je suis Groot.
ILYA KHEL
