Des os cultivés en laboratoire pourraient-ils remplacer les greffes de tissus et les multiples opérations chirurgicales douloureuses ? Nina Tandon est la PDG et cofondatrice d’EpiBone, une société de biotechnologie basée à Brooklyn qui a été choisie comme l’un des pionniers technologiques 2015 du Forum économique mondial. Tandon est également un jeune scientifique du Forum économique mondial qui interviendra à la réunion annuelle des nouveaux champions à Tianjin, en Chine, du 26 au 28 juin.
Que faites-vous ?
Nous faisons pousser des os à partir de cellules souches pour espérer aider les personnes qui ont besoin d’une reconstruction du squelette.
Comment faites-vous cela ?
Nous prenons deux choses du patient. L’une est un échantillon de son tissu adipeux, à partir duquel nous extrayons des cellules souches. L’autre est un scanner, qui est comme une radiographie tridimensionnelle de l’os que nous voulons fabriquer. Nous l’utilisons pour créer la forme parfaite, ce que nous appelons un échafaudage. Cet échafaudage peut être constitué de protéines et de collagène provenant d’os d’animaux, ou de matériaux synthétiques. Nous infusons les cellules dans cette forme de pièce de puzzle, cet échafaudage, et au bout d’environ trois semaines, les cellules arrivent à maturité pour former un morceau d’os prêt à être implanté.
Quel est l’avantage par rapport aux greffes osseuses conventionnelles ou aux greffes synthétiques ?
L’étalon-or actuel des procédures de reconstruction est appelé autogreffe, où nous coupons un morceau d’os d’une partie du corps et le mettons dans une autre. Cela fonctionne assez bien pour les endroits où l’on a besoin de l’os, mais cela peut causer d’autres problèmes, car il n’y a pas de morceau d’os qui ne soit pas vraiment nécessaire dans le corps. Par exemple, mon fiancé a subi une opération pour reconstruire sa cheville. Ils ont pris un morceau de son os de la hanche, et son abdomen même maintenant lui fait aussi mal que sa cheville.
Les implants synthétiques ne durent qu’un certain temps, et les gens vivent de plus en plus longtemps. Si vous vous blessez à 15 ans et vivez jusqu’à 115 ans, l’idée que votre implant ne dure que 10-15 ans devient insoutenable. Nous avons donc besoin de nouvelles solutions pour la réparation du squelette.
Nous espérons également qu’avec notre approche, il n’y aura pas besoin de médicaments immunosuppresseurs parce qu’il y aurait une reconnaissance que c’est le propre corps, puisque c’est votre propre ADN.
Quel est l’état d’avancement de vos recherches ?
Nous faisons actuellement des expériences sur les animaux, et nous pensons être à environ 18 mois des essais sur les humains.
En termes de mise sur le marché, nous envisageons 2022 ou 2023. Ce n’est pas un sprint, c’est un marathon. Vous pouvez reprogrammer une puce et elle adopte immédiatement un comportement différent, mais il faut trois semaines pour faire pousser un os. Notre technologie avance rapidement, mais les cellules elles-mêmes ne peuvent pas être précipitées, et la recherche médicale ne peut pas être précipitée.
Nous nous sommes liés d’amitié avec beaucoup de chirurgiens au fil des ans, et ils ont désespérément besoin de choses comme ça. Ils ont des patients qu’ils veulent traiter. Nous recevons tous les jours des e-mails de personnes qui veulent se porter volontaires. Mais d’abord, nous devons nous assurer que tout cela est sûr.
Qui en bénéficiera ?
Pour l’instant, nous nous concentrons sur les os au-dessus du cou, pour le cancer, les traumatismes, les défauts congénitaux et la chirurgie dentaire. Dans ce domaine, environ 100 000 procédures sont effectuées chaque année rien qu’aux États-Unis. Après le sang, l’os est le tissu le plus transplanté.
Pourriez-vous aussi faire pousser des os plus gros ?
En théorie, oui, mais les matériaux de nos échafaudages dictent certaines de nos limites. Nous surveillons donc de près tout progrès dans la science des matériaux qui implique que nous puissions faire pousser des os plus gros et plus solides.
Pourrait-on faire pousser une jambe entière, ou un bras ?
Nous pouvons tous envisager un avenir où notre approche pourra être utilisée pour régénérer un membre entier, mais cela sera beaucoup plus loin car il y a beaucoup de tissus qui entrent dans la composition d’un membre. Il y a la peau, les neurones, les muscles, les os, les tendons, les ligaments, et tous ces éléments sont cultivés dans des micro-environnements différents. À l’heure actuelle, l’état de l’art consiste à cultiver deux types de tissus ensemble – os et cartilage, ou muscle et nerf – et c’est déjà difficile. Mais nous espérons poser les bases de cette future technologie.
Quels sont vos autres défis ?
Notre principal défi est de traduire le travail du laboratoire en clinique, chez l’homme. Nous devons garder la tête baissée et faire un très bon travail avec la science, pour pouvoir arriver à la clinique et aider les gens.
Et quels sont vos objectifs à long terme ?
J’aimerais pouvoir dire que si vous êtes né avec des défauts congénitaux, vous n’avez pas à être consigné à une vie de défiguration, que vous pouvez avoir votre visage restauré. Plus largement, j’aime l’idée que nous puissions considérer notre propre corps comme une source de guérison, par opposition aux pilules et aux machines.
D’une certaine manière, c’est une vision agricole et écologique du corps, combinée à la fabrication 3D. C’est tellement vieux que c’est nouveau. Cette idée que nous pouvons cultiver des systèmes naturels a ses racines dans la préhistoire, avec la domestication des animaux. Mais elle est repensée aujourd’hui sous la forme suivante : « Pouvons-nous réparer nos corps en utilisant nos propres cellules ? »
Vous avez initialement suivi une formation d’ingénieur électricien. Comment êtes-vous passé de la programmation de puces à la croissance des os ?
Au début des années 2000, je travaillais dans les télécommunications et j’ai commencé à suivre un cours de physiologie le soir dans le collège communautaire local. Lire sur l’ADN et réaliser qu’il était beaucoup plus puissant qu’un dispositif de stockage binaire, c’était une analogie forte pour moi. J’ai fini par aller au MIT pour étudier les interfaces neuronales. J’ai contribué à la création d’EpiBone dans le laboratoire de mon directeur de thèse, avec un autre post-doc, Sarindr Bhumiratana. Je cultivais des tissus cardiaques et neuraux, et il cultivait des os et des cartilages. Il s’agit donc certainement d’un travail d’équipe.
En tant que passionnée de science, comment encourageriez-vous plus de femmes à entrer dans les domaines STEM (science, technologie, ingénierie et mathématiques) ?
En tant que petits enfants, nous sommes tous passionnés de science, mais nous devons ensuite restreindre nos études à l’adolescence. C’est à ce moment-là que nous commençons à perdre nos filles, mais aussi beaucoup de garçons, alors assurons-nous de trouver des moyens pour qu’ils restent engagés. Les jouets sont une excellente porte d’entrée, et il y a de brillants innovateurs dans ce domaine, comme Ayah Bdeir de littleBits, et Debbie Sterling de GoldieBlox. Se rappeler que l’apprentissage passe par le jeu, et que les carrières peuvent aussi passer par le jeu, ce sont autant de moyens de s’assurer que nous avons un ensemble diversifié de contributeurs.
Cette interview a été réalisée en collaboration avec le Forum économique mondial.