CTIBiotech, spécialiste de la médecine régénérative, s’est associé au laboratoire pharmaceutique Gattefossé pour développer des puces cutanées bio-imprimées en 3D permettant la modélisation spécifique des maladies de la peau.

En évaluant les niveaux de sébum d’un tissu, la substance huileuse des tissus humains qui aide notre barrière cutanée à fonctionner, les dispositifs de laboratoire sur puce sont capables de modéliser de manière non invasive les maladies de la peau des patients. En utilisant leurs puces, les entreprises affirment qu’il pourrait désormais être possible d’établir un lien plus direct entre les données de laboratoire et la recherche humaine, et de développer des traitements cosmétiques plus efficaces.

« La bioimpédance est utilisée depuis longtemps dans nos pèse-personnes et par les diététiciens pour comprendre la composition corporelle générale. Son application à la peau est une avancée naturelle dans ce domaine », explique le professeur Colin McGuckin, président et CSO de CTIBiotech. « Nous avons amélioré nos modèles de peau pleine épaisseur imprimés en 3D avec une puce de bioimpédance intégrée connectée pour surveiller les changements. Associer ainsi le dépistage cosmétique permet d’avancer plus rapidement vers des tests humains.

Gattefossé et la plateforme de diagnostic cutané bio-imprimé 3D de CTIBiotech. Photo via CTIBiotech.

La technologie de bio-impression de CTIBiotech

Basé sur la commune de Meyzieu, CTIBiotech est spécialisé dans le développement d’outils avancés de dépistage de drogues. Traditionnellement, l’entreprise s’est concentrée sur les modèles de cancer par bioimpression 3D qui peuvent être utilisés pour déterminer le traitement le plus efficace pour des patients spécifiques, mais elle s’est également étendue au diagnostic tissulaire ces dernières années.

Dans le passé, CTIBiotech a travaillé avec CELLINK pour étudier de nouvelles thérapies anticancéreuses bio-imprimées en 3D. À l’aide de modèles de tumeurs développés en laboratoire, la paire visait à améliorer le taux d’attrition de 40 % associé aux dépistages précliniques de médicaments.

Plus récemment, en novembre 2021, la société a réussi à développer des modèles de cancer du côlon bio-imprimés en 3D aux côtés de l’Université de médecine de Plovdiv et de l’UMHAT-Eurohospital de Bulgarie. Ensemble, les organisations ont mis au point une plate-forme capable de produire des modèles de cancer du côlon humain rentables et reproductibles, avec un potentiel de dépistage chimiothérapeutique.

Sur le front des soins de la peau, CTIBiotech s’est également associé à la branche Care Creations de BASF pour mener des recherches sur les glandes cutanées bio-imprimées en 3D. Dévoilés au NYSCC Cosmetic Congress, les premiers résultats des recherches des firmes ont démontré le succès de la régulation de la production ex vivo de sébum, une matière cireuse et protectrice sécrétée par les glandes sébacées de la plupart des cellules de la peau.

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Cibler la modélisation de la peau spécifique au patient

Le sébum est essentiellement un mélange complexe de lipides, les molécules multifonctionnelles qui forment les éléments constitutifs du corps humain. Lorsqu’il s’agit de maintenir notre barrière cutanée, les molécules sécrétées par les sébocytes et déposées dans le stratum corneum (la couche la plus externe de l’épiderme), sont considérées comme critiques. Ainsi, la perturbation de la production de sébum est fortement liée au développement de l’acné ou de la dermatite atopique, ainsi qu’aux affections cutanées grasses ou sèches.

Cependant, alors que les scientifiques comprennent le rôle de la molécule dans le corps, ils n’ont pas encore réussi à tracer une ligne droite entre la perturbation du sébum et les maladies de la peau chez des patients spécifiques. Pour remédier à cela, CTIBiotech et Gattefossé affirment qu’il faut davantage de tests prédictifs qui relient les tests de laboratoire aux humains, car les premiers « échouent souvent en raison de l’absence de lectures translationnelles appropriées ».

En travaillant ensemble, les entreprises ont cherché à établir ce lien de données humain-laboratoire en créant un modèle bio-imprimé en 3D basé sur la « bioimpédance ». Largement utilisée comme mesure de la santé, de la composition corporelle et de l’alimentation, la méthode d’analyse voit un courant appliqué aux patients, pour calculer l’impédance (résistance) et évaluer s’ils doivent modifier leur mode de vie en conséquence.

En appliquant le même principe pour évaluer les changements d’activité électrique dans un modèle de peau 3D, Gattefossé et CTIBiotech ont maintenant débloqué la capacité de surveiller la production de sébum en temps réel. Selon le directeur de recherche de Gattefossé, le Dr Nicolas Bechetoille, les lectures de laboratoire qui en résultent autour du développement cellulaire, matriciel et tissulaire font de leur modèle un outil de diagnostic non invasif unique.

« Les modèles de peau pleine épaisseur contenant des sébocytes ont une production d’huile reproductible, et remarquablement cela se caractérise par des changements significatifs de la bioimpédance », ajoute Bechetoille. « La bioimpédance, liée à la production de sébum, s’avère ainsi être un paramètre in-vitro non invasif approprié et mesurable en temps réel, pour concevoir des tests toujours plus prédictifs et efficaces.

« Les modèles 3D décrits ici et liés à un système de puce simple, reflètent avec précision les changements dans les modèles de peau comme sur les donneurs vivants. »

La technologie de bioimpression 3D de T&R Biofab est utilisée pour créer des modèles de peau.  Image via T&R Biofab.
La technologie de bioimpression 3D de T&R Biofab est utilisée pour créer des modèles de peau. Image via T&R Biofab.

Traiter les troubles cutanés avec l’impression 3D

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CTIBiotech est aujourd’hui l’une des nombreuses entreprises de bioimpression 3D et groupes de recherche qui cherchent à utiliser la technologie pour faire progresser le développement d’outils de diagnostic des maladies de la peau. Dès 2020, T&R Biofab et HK inno.N ont dévoilé des plans pour tester de nouveaux médicaments contre les maladies auto-immunes et cutanées sur un modèle de peau humaine bio-imprimé en 3D.

Ailleurs en Corée, l’Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) et l’Université nationale de Pusan ​​ont également développé des modèles de maladies cutanées diabétiques imprimés en 3D. Tirant parti des tissus, les entreprises visaient à établir l’efficacité de divers médicaments contre le diabète et à créer un futur substitut aux tests sur les animaux dans les industries médicales et cosmétiques.

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L’image en vedette montre la plateforme de diagnostic de peau bio-imprimée en 3D de Gattefossé et CTIBiotech. Photo via CTIBiotech.