Biotechnologie
ARPA-H soutient l’impression d’organes à la demande avec une poussée de 176 M $
Les pénuries d’organes et le cas de l’impression biologique à la demande
Les dons d’organes sont un outil médical clé qui maintient des millions de personnes en vie, avec près de 50 000 greffes effectuées chaque année aux États-Unis seulement. Cependant, l’offre d’organes est insuffisante pour répondre à la demande, avec 13 personnes décédées chaque jour aux États-Unis alors qu’elles attendaient une greffe d’organe, et plus de 103 000 personnes sur la liste d’attente nationale.
Cette pénurie peut être en partie atténuée par davantage de dons d’organes, qui restent un objectif de politique vital. Cependant, trouver un donneur compatible est souvent aussi difficile que la pénurie globale de donneurs.
Idéalement, la capacité de « produire » n’importe quel organe à la demande offrirait une solution supérieure. Mais cela ne supprimerait pas le problème de compatibilité, ou le besoin de prendre des médicaments anti-rejet, qui affaiblissent le système immunitaire. Les organes greffés ont également tendance à avoir une durée de vie plus courte que l’original.
“Même lorsque les patients reçoivent une greffe, les organes durent généralement seulement 15-23 ans et nécessitent une vie entière de médicaments pour prévenir le rejet, qui sont coûteux et peuvent causer de graves problèmes de santé.”
La situation actuelle conduit également à des inégalités flagrantes dans les résultats. En raison de facteurs tels que la distance géographique et le besoin de correspondance de groupe sanguin spécifique, les populations rurales et les groupes minoritaires font face à des obstacles considérablement plus importants. Les données sur ces disparités sont concrètes :
- Représentation de la liste d’attente : Alors que les Américains noirs représentent environ 28% de la liste d’attente pour une greffe, ils n’ont reçu que environ 23% des greffes en 2024.
- Disparité de greffe : À l’inverse, les Américains blancs représentaient environ 39% de la liste d’attente, mais ont reçu près de 49% de toutes les greffes.
- Disponibilité des donneurs : La correspondance biologique nécessite souvent des donneurs d’origine ethnique similaire, mais les taux de don varient considérablement. Les individus blancs représentaient environ 67% de tous les donneurs en 2024, comparés à environ 13% pour les individus noirs et 15% pour les individus hispaniques.
Les organes à la demande qui pourraient être implantés dans n’importe quel patient, quelle que soit la démographie, seraient un égaliseur massif dans ce système.
C’est exactement l’objectif d’une série de prix accordés par l’Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H), une agence du Département de la Santé et des Services sociaux des États-Unis (HHS). L’ARPA-H a été créée en 2022 avec une appropriation congressionnelle de 1 milliard de dollars et signée en loi par le président Joe Biden.
“Développer des organes universellement compatibles n’a jamais été fait auparavant dans l’histoire de la transplantation. Imprimer un organe humain précisément compatible et fonctionnel changera fondamentalement ce qui est possible en médecine de transplantation et sauvera des vies innombrables.”
Son programme de technologie de tissu nanométrique immunocompétent régénératif personnalisé (PRINT) vise à encourager le développement de la technologie d’impression d’organes qui n’exige pas de médicaments immunosuppresseurs.
“L’objectif est d’utiliser soit les cellules d’un patient, soit des cellules d’une banque de cellules pour produire rapidement – en quelques heures – des organes de remplacement compatibles avec le système immunitaire, tels que des reins, des cœurs et des foies.”
Qu’est-ce que la bioimpression 3D et pourquoi les organes sont difficiles
L’impression 3D, ou fabrication additive, est maintenant une technologie relativement familière. Elle a commencé avec des filaments en plastique et devient maintenant réalisable avec de nombreux matériaux, y compris les métaux. La prochaine frontière est l’impression de tissus organiques.
En ajoutant des cellules individuellement, dans des dispositions 3D complexes et des couches multiples, la bioimpression 3D peut reproduire la forme et la texture exactes requises par les organes. L’un des premiers prototypes réussis a été réalisé à l’Université de Wake Forest en 2016, avec une oreille fonctionnelle et viable imprimée en 3D. (Vous pouvez en savoir plus sur la bioimpression sur cette page de l’Université de Wake Forest, l’un des bénéficiaires du financement de l’ARPA-H.)
Le marché de la bioimpression, actuellement limité à des cas d’utilisation de niche et à la recherche académique, est déjà un marché de 2,91 milliards de dollars (en 2025) et devrait croître à un taux de croissance annuel composé de 12,54 % jusqu’en 2034.
L’idée est de produire des organes à partir des cellules d’un patient, en éliminant tout risque de réaction immunitaire, ou d’utiliser des cellules d’une banque de cellules modifiées pour obtenir le même résultat. La technologie a récemment fait de bons progrès, notamment en utilisant les ultrasons pour la bioimpression guidée, en imprimant des îlots pancréatiques pour le traitement du diabète et en créant de la peau imprimée en 3D pour les expériences de laboratoire et des greffes de peau.
Le programme PRINT de l’ARPA-H expliqué
Vue d’ensemble
L’objectif du programme est d’atteindre ce qui a été jusqu’à présent un objectif insaisissable : imprimer un organe humain entier, avec toutes les cellules, les vaisseaux sanguins et les matériaux tissulaires qui lui permettent de fonctionner comme un cœur, de filtrer le sang et de produire de l’urine comme un rein, et de maintenir le métabolisme comme un foie.
Un succès du programme, actuellement axé sur ces trois organes clés, pourrait plus tard être étendu au pancréas et aux poumons. Le programme PRINT totalise jusqu’à 176,8 millions de dollars sur 5 ans. Les détails et le calendrier du paiement exact dépendront de chaque équipe de recherche sélectionnée qui atteint des jalons accélérés et agressifs.
Le programme a été lancé en 2024, nécessitant des propositions de la part de chercheurs axés sur trois domaines techniques :
- Générer tous les types de cellules nécessaires à partir de la (des) meilleure(s) source(s) de cellules.
- Fabrication à grande échelle de types de cellules d’organes.
- Biofabrication d’organes et tests in vivo permettant d’obtenir une autorisation d’investigation (IND).
En janvier 2026, il a annoncé les équipes de recherche sélectionnées pour le programme.
Qui a reçu le financement de l’ARPA-H PRINT
| Institution | Organe cible | Montant de la subvention | Objectif principal | Calendrier |
|---|---|---|---|---|
| Carnegie Mellon University | Foie | 28,5 M $ | Soutien temporaire au foie immunosilent | ~5 ans |
| Wake Forest University | Rein | Non divulgué | Augmentation du tissu rénal vascularisé | Préclinique → Clinique |
| Wyss Institute (Harvard) | Foie | Non divulgué | Tissu de foie à base de cellules souches universelles | ~5 ans |
| UC San Diego | Foie | ~25 M $ | Bioimpression volumétrique ultra-rapide | ~5 ans |
| UT Southwestern | Foie | ~25 M $ | Foie transplantable à fonction complète | ~5 ans |
Université Carnegie Mellon
L’université basée à Pittsburgh vise à créer un foie biimprimé immunosilent rentable prêt pour les premiers essais humains en cinq ans, dans le cadre du projet appelé LIVE, ou Liver Immunocompetent Volumetric Engineering.
Elle recevra 28,5 millions de dollars de l’ARPA-H pour ce projet.
Les foies conçus seront initialement produits pour traiter l’insuffisance hépatique aiguë, avec l’objectif à long terme de traiter toutes les insuffisances hépatiques.
“Le foie que nous créons durera environ deux à quatre semaines. Cela donnera aux patients le temps de laisser leur propre foie se régénérer, et ensuite, ils n’auront pas besoin d’une greffe de foie, libérant ces foies pour d’autres patients.”
– Adam Feinberg, professeur de génie biomédical à Carnegie Mellon
Université de Wake Forest
L’université située à Winston-Salem, en Caroline du Nord, cherchera à produire des tissus rénaux vascularisés de qualité clinique pour augmenter la fonction rénale chez les patients souffrant de maladie rénale.
Ce projet travaillera en parallèle avec les essais précliniques et l’élaboration d’un plan de commercialisation. Cela signifie que la technique devrait non seulement fonctionner médicalement, mais également être viable d’un point de vue économique, offrant « une solution rentable à la pénurie croissante de donneurs d’organes dans le pays ».
Institut Wyss
L’institut de recherche de Harvard, situé à Boston, développera du tissu de foie universel, à l’échelle clinique, à partir de cellules souches adultes.
Le laboratoire Lewis a créé une autre méthode, appelée SWIFT (sacrificial writing into functional tissue), dans laquelle des centaines de milliers d’agrégats de cellules souches dérivées sont concentrées dans une matrice dense et vivante de blocs de construction d’organes (OBB) contenant environ 200 millions de cellules par millilitre.
Avec un accent mis sur une vascularisation adéquate (développement des vaisseaux sanguins), l’équipe de recherche espère que sa technologie peut bénéficier à tous les types de patients souffrant de dysfonctionnement hépatique.
Université de Californie, San Diego
L’université imprimera des foies à l’aide de cellules souches produites par la société locale Allele Biotechnology. Elle recevra environ 25 millions de dollars de l’ARPA-H pour cette tâche.
Le foie sera conçu pour l’anatomie et la physiologie uniques d’un individu, sans nécessiter de tissu de donneur ou d’immunosuppresseurs. Cela devrait idéalement assurer la fonctionnalité et l’intégration à long terme des organes imprimés en 3D.
“La différence entre nous et les autres qui font de l’impression par extrusion est que nous imprimons toute la page en même temps, et que c’est vraiment 10 000 fois plus rapide que ce qu’ils font.”
– Shaochen Chen, professeur à l’école d’ingénierie Jacobs de l’université
Des essais humains sont prévus dans cinq ans si tout se déroule selon le plan.
Université du Texas Southwestern Medical Center
L’université basée à Dallas recevra près de 25 millions de dollars pour le développement d’un foie prêt à la transplantation capable de fournir une fonction complète aux patients souffrant d’insuffisance hépatique. Le programme est appelé Vascularized Immunocompetent Tissue as an Alternative Liver (VITAL).
“UTSW a un programme de transplantation d’organes solides robuste qui a récemment célébré sa 1 000e greffe de foie. Ce projet représente un pas audacieux vers l’amélioration des soins aux patients grâce à l’innovation biomédicale. Il réunit des ingénieurs, des cliniciens et des scientifiques pour transformer la découverte en solutions réelles, façonnant un avenir où l’impression d’organes fonctionnels devient réalité.”
– Dr Samuel Achilefu, Ph.D., premier président du génie biomédical
Cela signifie non seulement un organe fonctionnel sur le plan métabolique, mais également la réconnexion des vaisseaux sanguins pour rétablir le flux sanguin et l’établissement d’un système de canal biliaire pour le transport des fluides.
Pourquoi l’ARPA-H pourrait accélérer les délais d’impression d’organes
L’impression 3D d’organes a été une idée à la mode qui se fraye lentement un chemin dans les applications cliniques pratiques. C’est parce que recréer quelque chose d’aussi complexe que les organes – composés de centaines de milliards de cellules avec de nombreux sous-types complexes – nécessite de maîtriser des détails souvent mal compris.
Concevoir un organe à partir de zéro est similaire à l’assemblage d’un moteur d’avion à partir de pièces connues sans comprendre exactement comment fonctionne le moteur. Heureusement, les cellules vivantes, en particulier les cellules souches, sont conçues pour s’auto-organiser en un organe complet, aidant les chercheurs.
L’afflux soudain d’argent de l’ARPA-H dans ce domaine devrait aider à accélérer le calendrier pour commencer à voir des organes imprimables qui sont potentiellement supérieurs aux organes donnés habituels.
Investir dans la bioimpression 3D et la médecine régénérative
United Therapeutics
(UTHR )
United Therapeutics a une longue histoire de pionnier dans la bioimpression, ayant notamment établi un partenariat avec 3D Systems Corporation (DDD ) dès 2017.
La société se concentre sur les maladies rares (maladie pulmonaire interstitielle – ILD, hypertension artérielle pulmonaire – PAH et neuroblastome) et les maladies pulmonaires en phase terminale.
Cela signifie que même si la bioimpression 3D est importante pour l’avenir de la société, c’est également une société biotechnologique traditionnelle. Cela donne à la société plus de 1,6 milliard de dollars de flux de trésorerie d’exploitation sur 12 mois et une réserve de liquidités solide pour financer l’innovation sans risquer une dilution excessive des actionnaires existants.
Les revenus de la société ont augmenté de manière constante dans les années 2020, en grande partie grâce à la croissance de ses ventes de Tyvaso, le prostacycline le plus prescrit aux États-Unis (pour le traitement de l’hypertension artérielle pulmonaire – PAH), qui a encore augmenté de 10 % d’une année sur l’autre en 2025.
Dans la bioimpression, la société est encore au stade de la R & D, avec son produit le plus avancé pour la transplantation pulmonaire, avec des alternatives rénales et hépatiques également en développement.
En dehors des organes, le calendrier de R & D de la société est principalement axé sur l’expansion des applications de Tyvaso pour augmenter ses ventes.
Ainsi, à mesure que l’impression 3D reçoit plus d’attention et de budget de recherche, des sociétés comme United Therapeutics, qui ont une longueur d’avance dans le domaine et commencent déjà les essais cliniques, pourraient avoir un avantage clair dans la commercialisation d’une forme précoce de la technologie, suivie probablement de plusieurs décennies d’amélioration (et des brevets renouvelés ou nouveaux associés).
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