En 1537, le médecin suisse Paracelse a mis au point une méthode pour fabriquer un petit modèle humain : remplir une gourde de sperme humain et la mettre dans le ventre d’un cheval pour la putréfier. La forme transparente qui en résulte doit être nourrie avec du sang humain pendant 40 semaines et maintenue au chaud par le cheval, après quoi un enfant miniature devrait grandir.

L’histoire n’indique pas si les tentatives de Paracelse ont été couronnées de succès, et vu le peu d’enfants miniatures qui courent dans les rues aujourd’hui suggère qu’ils ne l’ont probablement pas été. Mais notre fascination pour l’idée de créer des personnes modèles – des versions simplifiées de nos écosystèmes humains – a perduré. Nous aspirons à faire des cerveaux d’ordinateur, des cœurs synthétiques, à voir grandir des organes à part entière dans les laboratoires.

L’instinct de simulation fait partie de notre instinct d’étude et de compréhension, et les physiciens biologiques continuent de poursuivre le rêve des humains modèles, avec des systèmes qui fonctionnent comme les nôtres.

Les tests sur les rats sont la façon classique dont nous avons simulé la biologie humaine. Nous partageons une grande quantité de matériel génétique avec tous les mammifères, y compris les rats, et presque tous les gènes humains dont on sait qu’ils sont associés à des maladies ont des homologues dans le génome du rat. Mais il y a aussi des différences majeures : les rythmes circadiens jouent un rôle important en pharmacologie et en toxicologie, et les rats sont nocturnes.

Il y également les tests sur les oiseaux, et sur tous les animaux de petite taille qui permettent en réalité de vérifier de manière très rapide des actions et réactions qu’on pourrait calquer sur les hommes : c’est le cas de la « télépathie » par exemple, ou suivant une approche plus psychologique, les pigeons de Skinner.

Une autre alternative consiste à tester les médicaments sur des parties d’un organe – ou sur son ensemble – dans des éprouvettes. Cela préserve la structure et la disposition de l’organe, mais cela exige à la fois une manipulation soigneuse et un approvisionnement régulier d’organes frais – et lorsqu’un organe est étudié en dehors du corps, il est facile de manquer des interactions entre lui et d’autres parties du corps. Un médicament qui semble sûr lorsqu’il est testé séparément sur des cellules cardiaques et hépatiques pourrait révéler une transformation létale lorsqu’il traverse tout un sujet humain.

Aujourd’hui, l’état de l’art dans les tentatives de modeler l’intérieur de notre corps réside dans la création d' »organes sur puces ». Il s’agit généralement d’un morceau de verre, de silicium ou de polymère de la taille d’une clé USB d’ordinateur.

Cette nouvelle trouvée sur Howwegettothenext, m’a interpellée, car sans nourrir une théorie du complot fumeuse, je m’interroge sur le développement humain à l’avenir et la volonté de guérir, et/ou améliorer l’homme comme jamais.

A défaut de cotoyer beaucoup de médecins chercheurs sur le sujet, je suis plutôt allée aux antipodes et me suis intéressée à la médecine traditionnelle chinoise, qui est pour moi disruptive face à mes croyances sur la médecine occidentale…

On parlait, il y a quelques années, du « surhomme », du transhumanisme… Et je suis surprise que plus personne n’en parle, du moins pas autant que de la crainte que les robots nous supplantent.

Mais ici il s’agit de puce qui peut modéliser un système d’organe spécifique, comme les poumons, la moelle osseuse ou les intestins. De minuscules tunnels traversent la puce de polymère transparent, disposés de façon à imiter les structures d’organes normaux ou même malades, de sorte que les chercheurs peuvent étudier ce qui se passe à l’intérieur dans les moindres détails. Ce sont des abstractions : elles ne ressembleront pas nécessairement à la réalité, de la même manière qu’un plan de métro représente une ville sans pour autant lui ressembler. Tant qu’il y a la même connexion et de la même manière que la vraie chose, ces plans sont précis.

Les fluides et les gaz contenant des cellules humaines vivantes peuvent ensuite être acheminés via ces canaux, maintenus en mouvement par stimulation mécanique ou électrique et surveillés en permanence par des capteurs ou des microscopes à des endroits clés. Des conditions contrôlées et stériles permettent la croissance cellulaire et d’autres processus sans influence extérieure, et il est même possible de simuler des processus mécaniques comme le battement des cœurs, ou des stress variables comme la flexion des muscles.

Les organes sur puces, plus communément appelés « systèmes micro physiologiques« , ont un vaste potentiel, attirant l’attention (et le soutien financier) non seulement des National Institutes of Health, mais aussi de la Defense Advanced Research Projects Agency, ou DARPA. Le Wyss Institute de Harvard a créé la première puce d’organe à succès, un poumon miniature, en 2010, ce qui lui a valu une subvention DARPA de 37 millions de dollars.

La DARPA, qui a financé de multiples systèmes micro physiologiques, s’intéresse à la façon dont ces simulations de parties du corps peuvent aider les ministères de la défense à créer des vaccins, à réagir aux pandémies ou même à préparer des mesures de lutte contre le bioterrorisme le plus rapidement possible.

Ce qui est un paradigme notoire et à l’image de toutes ces recherches qui ont une ambition première saine, mais qui peut être catastrophique dans les mains d’addict au pouvoir, de fous ou de gens en colère…

John Wikswo, l’un des directeurs fondateurs du Vanderbilt Institute for Integrative Biosystems Research and Education. Wikswo a récemment dirigé une équipe de recherche pour créer un modèle avancé de la barrière hémato-encéphalique. La barrière hémato-encéphalique est une partie vitale du système cérébral : elle se compose de cellules spécialisées qui entourent les veines et les artères du cerveau, et elle agit un peu comme la sécurité d’une boîte de nuit. Les nutriments et d’autres choses importantes sont autorisés, mais les substances comme les agents pathogènes et les toxines qui seront nocives pour le cerveau sont stoppées.

L’équipe de Wikswo utilise ce modèle pour étudier l’inflammation du cerveau, que certains neuroscientifiques appellent un « tueur silencieux ». Il n’y a pas de douleur dans l’inflammation du cerveau, mais elle contribue à des maladies comme la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson, et peut être à l’origine d’un éventail beaucoup plus large de problèmes, allant de la mauvaise cognition à la schizophrénie et à la dépression.

Les fabricants de médicaments peuvent utiliser le modèle pour relever le défi de faire passer les médicaments  » au-delà  » de cette barrière et directement dans le cerveau. « Il y a des variations dans la mélatonine, le cortisol et toutes sortes d’autres hormones qui diffèrent d’un organe à l’autre « , dit Wikswo.

« Ce que nous pensons, c’est que les organes sur puces, et la technologie pour laquelle elles sont développées, vous permettront de recréer ces variations in vitro. »

En faisant participer les cellules humaines au développement de médicaments plus tôt dans le pipeline, explique M. Wisko, de nouveaux traitements peuvent être mis sur le marché plus rapidement. Selon des estimations récentes, le coût de la mise au point d’un seul nouveau médicament s’élève à 2,5 milliards de dollars ou plus sur une période d’environ 12 ans. Les progrès en matière d’efficacité ou de précision sont essentiels pour réduire ces coûts.

Mais à quel point ces puces fonctionnent-elles bien ensemble ? Afin d’éviter le problème des interactions manquées entre les différents organes, il est utile de pouvoir alimenter un médicament à travers un système biologique complet. Si vous composez ensemble suffisamment de puces d’organe différentes, auriez-vous un petit humain comme celui que Paracelsus envisageait ? Dans un sens, oui, dit Wikswo. Ces différents organes humains se parlent entre eux comme dans un  » vrai  » corps humain, ce qui en fait un moyen plus sûr d’étudier rapidement de nouveaux traitements de maladies que l’utilisation de rats ou d’échantillons de tissus seuls.

Bien que nous puissions considérer ces collections de puces rassemblées ensemble comme des « petits humains » à des fins de modélisation médicale, elles ne sont pas vraiment des « personnes » – sans esprit, sans plasticité, sans environnement, et sans apprentissage. M. Wikswo et son équipe travaillent maintenant à la création d’un cerveau sur une puce avec plusieurs régions – « des collections de neurones d’une saveur, parlant par l’intermédiaire de synapses aux neurones voisins d’une autre saveur « , dit-il.

« Nous nous préparons à mettre les neurones sur les rayons des électrodes, afin de voir comment les neurones réagissent, dans leur comportement électrique, aux médicaments qui traversent la barrière. On augmente le réalisme, en incluant les électrons. »

Mais un modèle à puce de systèmes cérébraux multiples ne serait pas particulièrement intelligent – il serait trop petit. « Un micro-cerveau a la taille d’un cerveau de souris, et les souris ne sont pas particulièrement intelligentes « , dit M. Wikswo. « Il y aura des gens qui réussiront à construire des réseaux neuronaux sur des électrodes en deux ou trois dimensions, qui peuvent faire des calculs, mais ce n’est pas un cerveau qui fonctionne pleinement. Je ne pense pas que quelqu’un parle de construire un cerveau fonctionnel. »

Pour l’instant, recréer des systèmes corporels humains simples et spécifiques semble être la voie la plus utile pour améliorer notre processus de développement de médicaments et mieux comprendre ce qui se passe à l’intérieur de notre corps. « La génomique nous a permis d’avoir une compréhension très claire des éléments individuels « , dit M. Wikswo. « Mais la physiologie, c’est toutes ces parties qui travaillent ensemble. »

Ce qui reste fascinant à mon sens, c’est qu’on ne peut reproduire l’individu… on peut bien sûr, mais on ne peut pas éthiquement.

Autant on ne peut sacrifier la vie d’un vrai bébé pour tester quoi que ce soit (mis à part un soin pour une maladie orpheline), autant on ne peut reproduire in vitro, ex corpo, de multiples influences qui donnent un terrain fertile aux maladies sur un ADN fragile ou propice à développer des maladies…

Et c’est là que je suis ravie que la médecine traditionnelle chinoise ait développé une véritable science autour « de l’ensemble » d’un individu : là où les émotions ont leur siège dans les organes, qu’en est-il de deux individus « similaires » qui n’ont pas la même famille, le même parcours de vie ?

Deux types de personnes « similaires » vont certainement réagir différemment suivant l’éducation reçue, les batailles mentales et morales auxquelles elle seront confrontées, et pourquoi ? Parce que l’amour ! Parce que la confiance ! Parce que les parents ! Parce que les émotions.

A vous de juger. J’aimerais sincèrement l’avis de médecin car pour rappel, ou pour tacle, la médecine occidentale est adolescente concernant les maladies de l’âme et cognitives…

The DataFace.
Howwegettothenext

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