Il y a dix-sept ans, le biologiste cellulaire Donald Ingber et son équipe du Wyss Institute de l’Université Harvard ont présenté à Science une étude modélisant le poumon humain. Les canaux étroits d’une plaque transparente en polymère plus petite qu’une clé USB contenaient les cellules qui tapissent les alvéoles pulmonaires et les vaisseaux sanguins. Lorsque de l’air y était insufflé, le système se dilatait et se contractait rythmiquement, « respirant » ainsi. Contrairement aux modèles statiques précédents, il imitait les mouvements du poumon et réagissait aux protéines inflammatoires, aux bactéries et aux nanoparticules de silice de manière similaire à des poumons vivants. Il a également été constaté que les mouvements influaient sur l’absorption des particules par les tissus.
Il a été démontré que ce système pouvait compléter les cultures de tissus ou les expérimentations animales dans les tests de médicaments et de produits chimiques, voire constituer une alternative à ces méthodes. Les éditeurs de Science ont rejeté l’étude et demandé des tests sur des souris. L’équipe a réalisé ces expériences, puis a soumis à nouveau l’étude un an plus tard, en 2010, et l’a fait publier ; elle a été citée dans environ 5 400 articles.
Ilka Maschmeyer, dirigeante de TissUse, a rapporté qu’une entreprise pharmaceutique n’avait pas pu obtenir de la FDA l’autorisation de mener un essai clinique parce qu’elle avait présenté des données animales, et que des données issues d’un organe-sur-puce lui avaient été demandées. Ces alternatives sont désignées par le sigle NAMs :
- new approach methodologies
- novel alternative methods
- nonanimal methods
Maschmeyer a indiqué que leur utilisation restait rare, mais qu’elle devrait augmenter. La standardisation des NAMs et leur comparaison directe avec les expérimentations animales figurent parmi les principales difficultés.
Pourquoi c’est important
Cette évolution place au cœur des processus d’essai la question de savoir quelles données seront acceptées par les autorités réglementaires dans le développement de médicaments, au lieu de la laisser relever uniquement de la technique de laboratoire. Les modèles d’organes sur puce pourraient permettre de dépasser les limites des tests menés uniquement avec des cultures cellulaires statiques pour évaluer la réponse des tissus humains aux mouvements et aux effets environnementaux. C’est pourquoi le sujet concerne, au-delà de la sécurité des médicaments et des produits chimiques, les chercheurs, les entreprises pharmaceutiques et les autorités de réglementation. Toutefois, la mesure dans laquelle les NAMs remplaceront les expérimentations animales reste incertaine, en raison du recours encore limité à ces méthodes et des problèmes liés à leur standardisation. La question fondamentale du domaine est de savoir si les résultats obtenus dans différents laboratoires pourront être rendus directement comparables à ceux issus des expérimentations animales, au moyen de critères communs.