Une étude, dont les résultats intitulés «Crossing kingdoms: Using decellularized plants as perfusable tissue engineering scaffolds» ont été publiés dans la revue Biomaterials, a abouti à l'élaboration d'un tissu cardiaque humain fonctionnel en utilisant la structure des vaisseaux de feuilles d'épinard pour alimenter les cellules cultivées du cœur en nutriments (d'autres végétaux ont été testés comme «des feuilles de persil ou des racines d'arachide», mais «la feuille d'épinard a été préférée en raison de la densité importante de ses vaisseaux»).

Rappelons tout d'abord qu'après un infarctus, «les cellules du muscle cardiaque endommagées n'arrivent plus à se contracter, d'où un risque d'insuffisance cardiaque». Pour remplacer ces cellules, l'objectif de la recherche est de «recréer du tissu cardiaque au laboratoire par génie biologique». Pour cela, il faut penser à élaborer «artificiellement un réseau de vaisseaux capillaires» qui puisse approvisionner en nutriments les cellules cardiaques en culture.

Au lieu de chercher «à imprimer les vaisseaux en 3D», l'étude ici présentée propose d'utiliser des vaisseaux de plantes, «car malgré leurs nombreuses différences, les plantes et les animaux présentent des similitudes dans la structure de leurs réseaux vasculaires». Ce n'est cependant pas la première fois «que des scientifiques utilisent des plantes comme support pour cultiver des tissus humains» puisque «l'an passé, des chercheurs canadiens ont fait pousser une oreille humaine sur une tranche de pomme».

Les avantages de cette solution sont qu'en plus du fait que «la cellulose des végétaux est biocompatible, biodégradable et peu coûteuse», la culture de plantes pose «moins de questions éthiques que des élevages d'animaux de laboratoire».

Pour obtenir ces vaisseaux capillaires, une étape de 'décellularisation' est nécessaire pour retirer «le matériel cellulaire tout en conservant une matrice extracellulaire»: plus précisément, une solution détergente est utilisée pour éliminer les cellules végétales («un tissu décellularisé est intéressant pour une greffe», car sans cellules du donneur, il limite les risques de rejet).

L'étape suivante consiste à recellulariser avec des cellules endothéliales humaines le tissu végétal décellularisé: «celles-ci colonisent la surface interne des vaisseaux de la plante». En outre, «des cellules souches humaines servent à fournir des cardiomyocytes qui adhèrent à la surface externe de la matrice végétale». Cette procédure a fait qu'au bout de 21 jours «les cellules cardiaques ont commencé à se contracter spontanément comme elles l'auraient fait dans un tissu humain».

Cette méthode n'est pour l'instant pas utilisable chez l'Homme, car «actuellement, on ne sait pas encore comment le système vasculaire de la plante serait intégré dans le système vasculaire humain natif et s'il y aurait une réponse immunitaire» et «de plus la décellularisation utilise des détergents qui pourraient rester sous forme de résidus et gêner la viabilité des cellules».

Soulignons pour finir que l'étude suggère aussi «qu'à l'avenir d'autres plantes soient utilisées pour mimer différents tissus : la structure creuse et cylindrique d'une tige d'Impatiens capensis (l'Impatience du Cap) pourrait servir à fabriquer un greffon pour une artère ; la structure du bois pourrait être utile pour fabriquer de l'os...».