Le temps est la distance la plus longue pour la transplantation d'organes.
Les transplantations sont un miracle de la médecine moderne, mais le manque d'organes disponibles crée une charge médicale importante pour la société. L'écart entre l'offre et la demande est en partie dû à une pénurie d'organes appropriés donnés, mais aussi à un manque de capacités de conservation. La conservation à des températures cryogéniques pourrait résoudre ce problème, car elle est devenue un moyen bien établi de préserver les cellules et les tissus vivants. La cryogénisation, quant à elle, se réfère à la cryopréservation d'êtres humains (préservation du corps entier ou neuropréservation) et d'animaux. La recherche en cryogénisation peut apporter des informations précieuses sur la préservation des matériaux biologiques, tels que les tissus et les cellules, ce qui permet de faire progresser la préservation des organes. La mise en œuvre de procédures de cryopréservation dans la transplantation d'organes et l'introduction de cryobanques pourraient être révolutionnaires pour les patients et le personnel médical du monde entier.
Le défi qui se présente aujourd'hui avec les transplantations d'organes - comme c'est le cas pour la plupart des procédures liées à la cryogénisation - est le temps. Une fois qu'un chirurgien a prélevé un rein dans un corps, celui-ci peut rester viable pendant environ 36 heures ; les foies peuvent être conservés jusqu'à 16 heures et les cœurs ne survivent que trois à cinq heures. Si le temps ne joue pas en leur faveur, les équipes médicales disposent de quelques heures tout au plus pour faire correspondre un organe à un receveur qui peut se trouver loin du site du donneur. Ces scénarios typiques limitent naturellement le nombre de transplantations réussies.
En 2022, il y a actuellement plus de 100 000 personnes sur la liste d'attente pour une transplantation d'organe en Amérique, le temps d'attente moyen allant de quatre mois à cinq ans. Selon l'Organisation espagnole de transplantation, il y avait environ 49 000 patients sur une liste d'attente de transplantation en Europe à la fin de 2020, et seulement 28 000 procédures de transplantation ont eu lieu. Environ 21 personnes meurent chaque jour en Europe en attendant une greffe. Le besoin non satisfait de préservation des organes impose des limites logistiques importantes à la transplantation et à plusieurs autres domaines biomédicaux. La durée de conservation limitée des tissus et cellules biologiques entrave non seulement la transplantation d'organes, mais aussi l'ingénierie tissulaire, la découverte de médicaments, etc.
Depuis les années 1960, la Static Cold Storage (SCS) est progressivement devenue la méthode de référence pour la préservation des organes. Le SCS consiste à rincer l'organe avec une solution de préservation à 0-4 °C, puis à l'immerger dans une solution à la même température jusqu'à la transplantation. Cet environnement hypothermique diminue le métabolisme cellulaire, et la solution de préservation assure une cryoprotection. La SCS offre un moyen simple et efficace de préserver et de transporter des organes, mais elle présente un certain nombre de limites. Ces limites comprennent les lésions tissulaires, la difficulté d'évaluer la fonction et la viabilité des organes du donneur, les lésions d'ischémie-reperfusion (IRI) et les possibilités limitées de réparation des organes. Bien que la SCS soit la norme en matière de préservation des organes, elle ne peut préserver les organes et les tissus que pendant quelques heures, ce qui en fait une solution à très court terme.
La perfusion par machine est un autre moyen d'améliorer et de prolonger la conservation des organes et des tissus en dehors du corps humain - ou "ex vivo". La perfusion hypo- et normothermique est disponible pour le cœur, les poumons, le foie et les reins. L'approche hypothermique se concentre sur le ralentissement des taux métaboliques. La normothermie tente de générer un environnement "ex vivo" en imitant les conditions physiologiques "in vivo" (à l'intérieur du corps). Les systèmes sont oxygénés et utilisent soit des solutions de conservation, soit du sang dilué comme liquide de perfusion. Les premières tentatives cliniques de perfusion par machine ont eu lieu dans les années 1960, mais elles ne se sont pas révélées supérieures à la SCS. Cependant, au fil des ans, et en raison de la pénurie d'organes, cette stratégie a été réintroduite.
La vitrification est une méthode par laquelle les organes et les tissus sont refroidis à des températures cryogéniques avec peu ou pas de formation de cristaux de glace. L'absence de formation de glace est due à l'ajout de différents cryoprotecteurs à une vitesse de refroidissement rapide et hautement contrôlée. Les organes et les tissus passent à l'état de verre amorphe à environ -125°C, ce qui permet une conservation pratiquement indéfinie, une nécessité pour les banques d'organes. Jusqu'à présent, la cryopréservation réussie par vitrification n'a concerné que les ovules (cellules d'œuf) et les spermatozoïdes, qui peuvent être refroidis et réchauffés rapidement. La seule vitrification réussie et la transplantation ultérieure d'un organe était un rein de lapin. Aujourd'hui, les défis posés par la vitrification concernent la toxicité potentielle des agents cryoprotecteurs et les obstacles liés au processus de réchauffement. De nouvelles stratégies sont en cours de développement pour optimiser cette procédure.
Les techniques de conservation à des températures cryogéniques ont été développées au cours des cinq dernières décennies pour plusieurs types de tissus, avec des avancées spectaculaires ces derniers temps. Toutefois, à l'heure actuelle, les applications réussies concernent généralement de petits spécimens, allant des cellules souches aux tissus, tels que les cornées. Chez l'homme, les chercheurs ont pu cryopréserver des spécimens plus grands pour des tissus tels que des valves cardiaques où la fonction mécanique est plus importante que la fonction biologique.
Pour faire progresser la science et la technologie de la cryopréservation, les chercheurs utilisent des concepts d'ingénierie, notamment le transfert de chaleur et de masse, la mécanique des solides, la science des matériaux, la nanotechnologie, la modélisation informatique, les technologies de l'information et la microélectronique. L'approche de l'ingénierie peut intégrer des outils prédictifs qui sont ancrés dans les mesures physiques, la modélisation mathématique et la puissance de calcul, ce qui pourrait profiter énormément aux recherches actuelles et futures.
On estime qu'environ deux tiers des cœurs de donneurs potentiels sont rejetés dans le monde. En outre, jusqu'à 20 % des reins de donneurs potentiels sont gaspillés aux États-Unis en raison des contraintes de temps pour trouver des receveurs appropriés. Au Royaume-Uni, le taux de rejet des reins est de 10 à 12 % et celui des pancréas d'environ 50 %. Ce gaspillage pourrait être évité en faisant progresser les méthodes de conservation, notamment la cryopréservation, qui est actuellement la seule solution de conservation à long terme, afin d'ouvrir des banques d'organes dans le monde entier.
Outre leur rôle dans la lutte contre la pénurie d'organes, les progrès réalisés dans le domaine des banques d'organes pourraient élargir considérablement les possibilités d'appariement entre donneurs et receveurs, améliorer le dépistage des maladies transmissibles, réduire les coûts, permettre une programmation plus souple des interventions chirurgicales et évaluer la qualité des organes avant leur transplantation.
En 2017, l'école de médecine de Harvard a organisé le "Sommet de la banque d'organes" pour discuter des défis actuels de la cryobanque. Les principaux scientifiques et ingénieurs du domaine se sont réunis pour préparer une feuille de route visant à surmonter les obstacles scientifiques de la cryopréservation, qui comprennent :
Comme cela a été dit lors du symposium : à ce jour, il n'existe pas de méthode efficace pour préserver de manière fiable les organes solides au-delà de 12 heures, mais quelques heures de conservation supplémentaires suffiraient à augmenter considérablement le nombre de transplantations possibles dans le monde.
Chaque année, 4 000 organes sains sont rejetés parce qu'il est impossible de trouver un donneur compatible à temps, tandis que plus de 6 000 personnes inscrites sur la liste d'attente meurent. Prolonger la viabilité des organes permettrait de les transporter dans des zones géographiques plus vastes, ce qui rendrait les opérations chirurgicales accessibles dans le monde entier. Selon les scientifiques, le fossé entre les technologies actuelles et futures nécessaires à la cryopréservation ne peut être comblé que par une collaboration entre cryobiologistes et ingénieurs. Actuellement, la plupart des recherches n'en sont qu'à leurs débuts, et les applications et méthodes n'ont été testées que sur des animaux ou des cellules humaines de base. En poursuivant les recherches, d'innombrables domaines de la santé publique pourraient être révolutionnés. Des progrès dans les banques d'organes, l'oncofertilité, l'ingénierie tissulaire, médecine de traumatologie, la préparation aux situations d'urgence et la découverte de médicaments pourraient tous être possibles grâce à de meilleures techniques de cryopréservation.
Les experts en cryogénisation de Tomorrow Bio tentent continuellement de faire progresser la recherche sur la biostase. Les succès dans le domaine de la cryopréservation humaine vont de pair avec la recherche sur la cryogénie des organes, influençant les idées, les développements et les réalisations. EBF, partenaire de Tomorrow Bio, dispose d'un laboratoire de biostase où les chercheurs travaillent à l'amélioration des techniques de biopréservation. Actuellement, EBF a une installation de stockage à long terme pour les patients cryopréservés de Tomorrow Bio. En outre, les recherches passionnantes menées à EBF vont de l'optimisation des protocoles de cryopréservation au stockage à température intermédiaire, qui pourrait s'avérer transformateur pour les transplantations d'organes.
Si tu souhaites en savoir plus sur la cryopréservation humaine , clique ici. Si tu souhaites soutenir les recherches menées sur Tomorrow Bio et EBF, jette un coup d'œil à notre programme Tomorrow Fellow. En t'inscrivant en tant que Fellow, tu peux soutenir la recherche, bénéficier d'avantages exclusifs et épargner en vue d'une cryopréservation future.
.png)
%20(1).webp)
.png)