De jeunes talents en bioingénierie repoussent les limites de la recherche biomédicale avec des cellules humaines
Le deux Young 3R Investigators Awards de 2026 vont à Blandine Clément, pour ses recherches sur le traitement de la douleur chronique, ainsi qu’Amanzhol Kurmashev pour ses travaux sur la lutte contre la résistance aux antibiotiques. Les deux travaillent dans différents groupes de recherche au sein de l’EPF de Zurich après avoir étudié la bioingénierie. Les deux ont utilisé des modèles issus de cellules souches humaines. Une approche qui est plus pertinente pour la médecine humaine, qui évite les expériences sur les animaux.
Une avancée majeure pour mieux comprendre la douleur humaine sans recourir à l’expérimentation animale
La Dre Blandine Clément, chercheuse postdoctorale à l’ETH Zurich et chez Novartis, redéfinit la recherche sur la douleur grâce à une plateforme « pain-on-a-chip » basée sur des cellules humaines. Ce système permet aux scientifiques d’étudier les mécanismes complexes de la douleur sans recourir à l’expérimentation animale, offrant ainsi une approche plus éthique et plus pertinente sur le plan clinique pour comprendre la douleur chez l’être humain.
Ce modèle utilise des neurones sensoriels dérivés de cellules souches humaines pour recréer les éléments clés de la voie sensorielle. Ces cellules sont assemblées au sein d’un système miniature interconnecté qui permet aux chercheurs d’étudier les processus de la douleur et de tester des thérapies potentielles dans des conditions contrôlées. Il intègre plusieurs types de cellules humaines, notamment des neurones, des cellules cutanées et des cellules de Schwann. Cette plateforme innovante a déjà suscité l’intérêt de partenaires tant issus du monde académique que de l’industrie. « C’est très motivant de voir ce modèle susciter l’intérêt de collaborateurs prêts à s’engager dans de nouvelles approches », déclare Blandine Clément. Le système permet aux chercheurs d’étudier les mécanismes de la douleur tout au long de la voie sensorielle humaine entièrement in vitro, sans recourir à des tissus animaux. Toutes les cellules du modèle sont d’origine humaine. « Bien sûr, il reste un long chemin à parcourir avant que ce type de modèle humain ne soit pleinement adopté pour les essais cliniques et la découverte de médicaments », précise-t-elle, « mais il s’agit d’un effort collectif. »
À l’avenir, elle espère que la poursuite de la collaboration et l’adoption de méthodes basées sur des modèles humains accéléreront le remplacement des modèles animaux et amélioreront la transposition des résultats de la recherche en traitements pour les patients.
Réinventer la recherche sur les infections grâce à des modèles de tissus humains
Le Dr Amanzhol Kurmashev, chercheur à l’ETH Zurich et membre du consortium NCCR AntiResist, développe de nouvelles technologies microfluidiques qui permettent aux scientifiques d’étudier les infections bactériennes dans des modèles de tissus humains en temps réel. Ses travaux s’attaquent à des défis majeurs de la recherche sur les infections en permettant de mener des expériences plus pertinentes sur le plan physiologique tout en réduisant le recours aux modèles animaux.
Au cœur de ses travaux se trouve une plateforme qui améliore le système de filtres Transwell, largement utilisé pour la culture cellulaire, grâce à un contrôle microfluidique dynamique et à une imagerie haute résolution. Cela permet aux chercheurs d’observer comment les agents pathogènes envahissent les tissus et réagissent aux traitements dans des conditions contrôlées et pertinentes pour l’être humain. « Mes travaux comblent cette lacune en transformant le format Transwell bien connu en un système microphysiologique avancé », explique le Dr Kurmashev, soulignant l’importance d’allier capacités techniques et accessibilité pour une utilisation quotidienne en laboratoire.
La plateforme s’inscrit également dans les principes de remplacement et de réduction du cadre des 3R. En réduisant les obstacles techniques et en s’appuyant sur des flux de travail établis, elle offre aux laboratoires une option pratique pour étudier les processus infectieux et évaluer les traitements in vitro. Comme le note Amanzhol Kurmashev, « développer une technologie permettant de faire progresser des alternatives pertinentes pour l’homme aux modèles animaux n’est pas une activité de niche, mais une priorité dans laquelle la communauté est prête à investir ». Il ajoute que « la technologie la plus percutante est celle que mes pairs peuvent facilement adopter ».