Comment l'impression 3D permet aux scientifiques de faire pousser de nouveaux cheveux humains
Des chercheurs de l'Université Columbia ont trouvé un moyen d'utiliser la technologie d'impression 3D pour simuler la peau du cuir chevelu humain et ainsi permettre à de nouveaux cheveux humains de pousser. Ils peuvent ensuite transplanter les nouveaux cheveux sur le cuir chevelu des personnes en perte de cheveux.
Un grand nombre de personnes dans le monde subissent une perte de cheveux sous une forme ou une autre, soit en raison de causes naturelles, soit en tant qu'effet secondaire d'un traitement médical. Dans beaucoup de ces cas - en particulier chez les personnes souffrant de perte de cheveux naturelle - le processus n'est pas réversible.
Des études ont montré que la perte de cheveux peut avoir un effet significatif sur l'image de soi et la qualité de vie des femmes et des hommes, car la plupart des cultures accordent beaucoup d'importance aux cheveux naturels.
Malgré cela, les options de traitement pour les personnes souffrant de perte de cheveux peuvent être aléatoires, et certaines personnes peuvent nécessiter des interventions plus ciblées, comme une greffe de cheveux.
Cette procédure implique la transplantation de follicules pileux d’une partie du corps d’une personne à une autre. Cependant, de nouvelles options plus durables pour la repousse des cheveux peuvent maintenant être à l'horizon.
Certaines recherches récentes se sont concentrées sur l'utilisation de cellules souches pour faire pousser de nouveaux cheveux humains naturels, mais les expériences se sont appuyées sur l'utilisation de la peau de souris comme «terrain de plantation» pour ces cellules.
Maintenant, pour la première fois, une équipe de chercheurs du Columbia University Medical Center à New York, NY, a mis au point une méthode de croissance de nouveaux cheveux humains. Au lieu de s'appuyer sur la peau, ils ont utilisé des méthodes d'impression 3D.
Les chercheurs expliquent que leur expérience réussie était une première à plus d'un titre. Les scientifiques ont pu faire pousser des poils de rat et de souris indépendamment en laboratoire, mais ils ont eu du mal à faire de même avec des poils humains.
«Les cellules de rats et de souris poussent de beaux poils. Mais, pour des raisons que nous ne comprenons pas totalement, les cellules humaines sont résistantes », déclare la co-auteure Angela Christiano, Ph.D.
Planter la «graine» de nouveaux cheveux
Christiano et son équipe se sont demandé s'ils seraient capables de stimuler la croissance de nouveaux cheveux dans le laboratoire en créant un environnement similaire à celui qu'occupent naturellement les cellules ciliées humaines.
Leur premier essai consistait à créer de petites sphères cellulaires et à les suspendre à l'intérieur de gouttes de liquide. Ensuite, ils ont implanté ces sphères chez des souris pour voir si les cheveux poussaient. Les chercheurs n'étaient pas satisfaits de cette approche car si certaines des cellules implantées ont formé de nouveaux cheveux, d'autres n'ont pas réussi à se développer.
Ensuite, l'équipe a décidé d'expérimenter les techniques d'impression 3D pour voir si elles pouvaient créer un micro-environnement qui imite plus étroitement l'environnement naturel des follicules pileux humains. Les enquêteurs rapportent leur processus, ainsi que leurs résultats, dans un document d'étude qui apparaît dans Communications de la nature.
Christiano et ses collègues ont fini par créer des moules en plastique avec des extensions en saillie d'un demi-millimètre de large.
«Les techniques de fabrication précédentes n'ont pas permis de créer de telles projections minces, ce travail a donc été grandement facilité par les innovations de la technologie d'impression 3D», explique le premier auteur Hasan Erbil Abaci.
Ensuite, les chercheurs ont réussi à faire pousser la peau humaine autour du moule. Ils ont placé à l'intérieur des cellules de follicule pileux qu'ils avaient collectées sur des volontaires, en ajoutant des cellules produisant de la kératine. Enfin, ils ont stimulé la croissance en ajoutant divers facteurs de croissance.
Ce test a été un succès - en moins de 3 semaines, les cellules ont généré des follicules pileux humains qui ont pu commencer à faire pousser des cheveux.
Les chercheurs notent que ce processus est encore loin d'être parfait. Néanmoins, il a le potentiel d'établir une source durable de cheveux naturels pour les greffes et de fournir des cheveux à toute personne qui en aurait besoin.
«Cela [élargirait] la disponibilité de la restauration capillaire à tous les patients - y compris les 30 millions de femmes aux États-Unis qui souffrent d'amincissement des cheveux et les jeunes hommes dont les cheveux reculent encore. La chirurgie de restauration capillaire ne serait plus limitée par le nombre de cheveux donneurs », explique Christiano.
Les chercheurs soulignent que la culture des cheveux humains de cette manière, en laboratoire, pourrait également être utile dans la recherche pharmaceutique, donnant aux enquêteurs plus de liberté pour rechercher ou tester de nouveaux médicaments pour la croissance des cheveux.
«Ce que nous avons montré, c'est que nous pouvons fondamentalement créer une ferme capillaire: une grille de cheveux qui sont correctement modelés et conçus pour pouvoir être transplantés dans le cuir chevelu de ce même patient.»
Angela Christiano, Ph.D.
Alors que la plupart des chercheurs qui ont participé à cette étude n'ont déclaré aucun intérêt concurrentiel, Angela Christiano et Colin Jahoda ont précisé qu'ils étaient fondateurs de Rapunzel Bioscience, une société de biotechnologie qui investit dans des thérapies régénératrices pour les cheveux et la peau.
