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Produire des plaquettes sanguines

Des chercheurs ont mis au point un dis­posi­tif microflu­idique qui pro­duit en quelques heures une grande quan­tité de pla­que­ttes san­guines. Ces travaux, qui ouvrent la voie à la pro­duc­tion in vit­ro de pla­que­ttes est le fruit d’une col­lab­o­ra­tion entre physi­ciens et biol­o­gistes (lab­o­ra­toire Gulliver/ESPCI Paris et Inserm) et la start-up Pla­tOD. L’étude est pub­liée dans la revue Nature Sci­en­tif­ic Reports et fait l’objet d’un brevet con­joint entre l’ESPCI, le CNRS, l’INSERM et Pla­tOD. Anne Le Goff, aujourd’hui enseignant-chercheur au lab­o­ra­toire BMBI, racon­te les recherch­es aux­quelles elle a participé.

Les pla­que­ttes san­guines sont des cel­lules anu­cléées de quelques microns de diamètre indis­pens­ables à la coag­u­la­tion du sang. Les deman­des de trans­fu­sion de pla­que­ttes sont en con­stante aug­men­ta­tion, notam­ment à cause de l’accroissement des chimio­thérapies et des trans­plan­ta­tions de moelle osseuse. 

Phys­i­ologique­ment, les pla­que­ttes se for­ment dans notre organ­isme par frag­men­ta­tion du cyto­plasme de très gross­es cel­lules, les mégacary­ocytes, présentes dans notre moelle osseuse. Or, on sait depuis quelques années que l’écoulement san­guin dans les capil­laires qui irriguent la moelle joue un rôle fon­da­men­tal dans la for­ma­tion des pla­que­ttes.  Cette décou­verte a motivé une activ­ité crois­sante dans le domaine des cir­cuits microflu­idiques dédiés à la frag­men­ta­tion des mégacary­ocytes et à la pro­duc­tion de plaquettes. 

La plu­part des sys­tèmes qui ont vu le jour cherchent à mimer la tra­ver­sée de la moelle osseuse par les mégacary­ocytes. Bien que les pre­mières obser­va­tions aient réus­si à mon­tr­er la frag­men­ta­tion du cyto­plasme en pla­que­ttes, les quan­tités de pla­que­ttes pro­duites ont été jusqu’à présent bien trop faibles pour per­me­t­tre une car­ac­téri­sa­tion biologique correcte.Les chercheurs ont choisi une approche dif­férente qui ne se lim­ite pas à repro­duire exacte­ment les mécan­ismes à l’œuvre dans la moelle osseuse. 

Dans leur sys­tème, la sus­pen­sion de mégacary­ocytes est directe­ment mise en écoule­ment dans une cham­bre microflu­idique gar­nie d’une mul­ti­tude de piliers sur lesquels les cel­lules adhèrent en restant exposées aux forces hydro­dy­namiques qui favorisent l’élongation et la frag­men­ta­tion des cel­lules. Les sci­en­tifiques ont pu observ­er la réor­gan­i­sa­tion du cytosquelette des mégacary­ocytes qui pren­nent la forme de col­liers de per­les (cf. pho­to). Le cyto­plasme se coupe alors sous l’action de l’écoulement en libérant régulière­ment des pla­que­ttes dans le flux de la perfusion. 

« Grâce à ces cen­taines de mil­liers de micropiliers qui peu­plent notre puce, nous pou­vons en 2h de temps pro­duire des pla­que­ttes en quan­tité suff­isante pour per­me­t­tre leur car­ac­téri­sa­tion biologique. Nous avons mon­tré que con­for­mé­ment à ce qu’on espèr­erait, les pla­que­ttes ne sont pas activées à la sor­tie du bioréac­teur mais qu’elles sont sen­si­bles à une acti­va­tion chim­ique et sem­blent donc à même de rem­plir leur fonc­tion de coag­u­la­tion chez un receveur», con­fie Mathilde Reyssat, chercheuse au lab­o­ra­toire Gul­liv­er à l’ESPCI. Ces résul­tats orig­in­aux sont le fruit d’une riche col­lab­o­ra­tion entre des physi­ciens,  des biol­o­gistes et des médecins. Ces chercheurs de lab­o­ra­toires académiques ont tra­vail­lé main dans la main avec les ingénieurs de la start-up Pla­tOD, créée par Dominique Baruch, dont l’objectif est de pou­voir pro­duire d’ici quelques années des pla­que­ttes à la demande. 

Ces travaux con­stituent une pre­mière étape vers la pro­duc­tion de pla­que­ttes san­guines in vit­ro à grande échelle et vers de nou­velles voies de trans­fu­sion. De nom­breuses études restent cepen­dant à men­er comme des tests de coag­u­la­tion in vivo chez l’animal, puis, à plus long terme, des essais clin­iques qui devraient voir le jour d’ici quelques années.

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