SÉNOPRINT : développement de la bio-impression 3D de prothèses biologiques pour la reconstruction mammaire après mastectomie en cancérologie sénologique
Projet du Docteur CHIGNON-SICARD
Service de Chirurgie Réparatrice, Chirurgie Esthétique & Médecine Esthétique
CONTEXTE : Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez la femme, représentant plus du tiers de l’ensemble des nouveaux cas de cancer (source INCA). Pour 40 % des patientes, une chirurgie non conservatrice est nécessaire, impliquant une ablation totale du sein.
La reconstruction mammaire fait partie intégrante de la prise en charge, ayant pour but également de limiter le traumatisme psychologique de l’ablation du sein.
Actuellement, il existe deux principales méthodes de reconstruction mammaire parfois associées : l’utilisation de tissus provenant d’autres parties du corps (nécessitant une chirurgie complexe) ou la mise en place d’une prothèse interne (implant mammaire). Dans ce dernier cas, des prothèses constituées d’une enveloppe en élastomère de silicone et remplie soit de sérum physiologique, soit de gel de silicone sont proposées. Cependant, ces implants présentent un risque de déplacement, de plissement et de réaction fibreuse avec formation d’une coque. Au-delà d’une dizaine d’années, le risque de rupture des implants est accru.
LE PROJET : Le développement d’une technique innovante de synthèse de prothèses biologiques constituées de cellules adipeuses permettrait une reconstruction mammaire proche de la physiologie naturelle du sein et ne nécessitant pas d’autres interventions d’entretien.
Cette approche nécessite trois avancées :
› une matière première (la bio-encre),
› une architecture 3D biocompatible (les matrices biologiques)
› et une maitrise de l’évolution temporelle des cellules humaines au sein de cette structure (modélisation 4D).
Suite au développement d’une bio-encre innovante par l’équipe IMREDD-HeLiiX et à la réussite de l’impression 3D des premiers prototypes de matrice biologique, le projet nécessite le recours à des techniques d’intelligence artificielle pour modéliser le devenirdes cellules humaines au sein des structures 3D. Le recours à l’analyse automatisée d’imagerie microscopique de coupes tissulaires permettrait l’optimisation du placement des cellules au moment de la bio-impression.
Ce projet est porté par une équipe multidisciplinaire de chirurgie, de biologie, de chimie et d’intelligence artificielle : Pr Chignon-Sicard (CHU de Nice), Dr Dani et Dr Péraldi (Institut de Biologie Valrose), Dr Zenerino (Institut Méditerranéen du Risque, de l’Environnement et du Développement Durable) et Dr Prate (HeLiix-CHU de Nice). Le projet bénéficie de l’excellence du plateau technique de la première plateforme de bio-engineering régionale.
OBJECTIFS : Le projet SénoPRINT vise au développement de bioprothèses personnalisées innovantes, réalisées grâce à la bio-impression 3D de matrices enrichies en cellules souches adipocytaires provenant de la patiente, sans recours à des prothèses en silicone.
L’objectif principal du projet est de proposer une alternative plus durable et physiologique de reconstruction mammaire pour les femmes suite à une mastectomie à la suite d’un cancer du sein.
Afin de maîtriser l’évolution des cellules au sein de la matrice bio-imprimée (survie, migration, prolifération et différenciation) et de constituer un MODÈLE PRÉDICTIF DE L’ÉVOLUTION TISSULAIRE, plusieurs techniques d’intelligence artificielle et de modélisation doivent être appliquées à des images microscopiques obtenues sur un grand nombre de coupes tissulaires à différents temps de développement des matrices bio-imprimées.
BÉNÉFICIAIRES : À termes, ce projet pourrait concerner 70 patientes par an au CHU de Nice, prise en charge dans le cadre d’un cancer du sein pour une reconstruction mammaire (60 000 nouveaux cancers du sein en France chaque année). Au-delà de ce premier cas d’usage, cette technique innovante pourrait être appliquée à d’autres pathologies et d’autres organes (médecine régénérative).
CALENDRIER PRÉVISIONNEL : Durée de l’ensemble du projet : 60 mois (janvier 2020 à janvier 2025)
› 1ère année : 1ère bio-encre et impression matrices ; comportement cellules et matrices
› 2 à 3 ans : optimisation matrices cellulaires ; modélisation et impression prototype bioprothèses mammaires
› 3 à 5 ans : études pré-cliniques puis études cliniques, permettant à termes le développement de prothèses vascularisées bio-imprimées enrichies en cellules adipeuses
BUDGET RECHERCHÉ : 60 000 euros
Service de Chirurgie Réparatrice, Chirurgie Esthétique & Médecine Esthétique
CONTEXTE : Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez la femme, représentant plus du tiers de l’ensemble des nouveaux cas de cancer (source INCA). Pour 40 % des patientes, une chirurgie non conservatrice est nécessaire, impliquant une ablation totale du sein.
La reconstruction mammaire fait partie intégrante de la prise en charge, ayant pour but également de limiter le traumatisme psychologique de l’ablation du sein.
Actuellement, il existe deux principales méthodes de reconstruction mammaire parfois associées : l’utilisation de tissus provenant d’autres parties du corps (nécessitant une chirurgie complexe) ou la mise en place d’une prothèse interne (implant mammaire). Dans ce dernier cas, des prothèses constituées d’une enveloppe en élastomère de silicone et remplie soit de sérum physiologique, soit de gel de silicone sont proposées. Cependant, ces implants présentent un risque de déplacement, de plissement et de réaction fibreuse avec formation d’une coque. Au-delà d’une dizaine d’années, le risque de rupture des implants est accru.
LE PROJET : Le développement d’une technique innovante de synthèse de prothèses biologiques constituées de cellules adipeuses permettrait une reconstruction mammaire proche de la physiologie naturelle du sein et ne nécessitant pas d’autres interventions d’entretien.
Cette approche nécessite trois avancées :
› une matière première (la bio-encre),
› une architecture 3D biocompatible (les matrices biologiques)
› et une maitrise de l’évolution temporelle des cellules humaines au sein de cette structure (modélisation 4D).
Suite au développement d’une bio-encre innovante par l’équipe IMREDD-HeLiiX et à la réussite de l’impression 3D des premiers prototypes de matrice biologique, le projet nécessite le recours à des techniques d’intelligence artificielle pour modéliser le devenirdes cellules humaines au sein des structures 3D. Le recours à l’analyse automatisée d’imagerie microscopique de coupes tissulaires permettrait l’optimisation du placement des cellules au moment de la bio-impression.
Ce projet est porté par une équipe multidisciplinaire de chirurgie, de biologie, de chimie et d’intelligence artificielle : Pr Chignon-Sicard (CHU de Nice), Dr Dani et Dr Péraldi (Institut de Biologie Valrose), Dr Zenerino (Institut Méditerranéen du Risque, de l’Environnement et du Développement Durable) et Dr Prate (HeLiix-CHU de Nice). Le projet bénéficie de l’excellence du plateau technique de la première plateforme de bio-engineering régionale.
OBJECTIFS : Le projet SénoPRINT vise au développement de bioprothèses personnalisées innovantes, réalisées grâce à la bio-impression 3D de matrices enrichies en cellules souches adipocytaires provenant de la patiente, sans recours à des prothèses en silicone.
L’objectif principal du projet est de proposer une alternative plus durable et physiologique de reconstruction mammaire pour les femmes suite à une mastectomie à la suite d’un cancer du sein.
Afin de maîtriser l’évolution des cellules au sein de la matrice bio-imprimée (survie, migration, prolifération et différenciation) et de constituer un MODÈLE PRÉDICTIF DE L’ÉVOLUTION TISSULAIRE, plusieurs techniques d’intelligence artificielle et de modélisation doivent être appliquées à des images microscopiques obtenues sur un grand nombre de coupes tissulaires à différents temps de développement des matrices bio-imprimées.
BÉNÉFICIAIRES : À termes, ce projet pourrait concerner 70 patientes par an au CHU de Nice, prise en charge dans le cadre d’un cancer du sein pour une reconstruction mammaire (60 000 nouveaux cancers du sein en France chaque année). Au-delà de ce premier cas d’usage, cette technique innovante pourrait être appliquée à d’autres pathologies et d’autres organes (médecine régénérative).
CALENDRIER PRÉVISIONNEL : Durée de l’ensemble du projet : 60 mois (janvier 2020 à janvier 2025)
› 1ère année : 1ère bio-encre et impression matrices ; comportement cellules et matrices
› 2 à 3 ans : optimisation matrices cellulaires ; modélisation et impression prototype bioprothèses mammaires
› 3 à 5 ans : études pré-cliniques puis études cliniques, permettant à termes le développement de prothèses vascularisées bio-imprimées enrichies en cellules adipeuses
BUDGET RECHERCHÉ : 60 000 euros