Comment le placenta artificiel peut-il améliorer le taux de survie des bébés prématurés ?

Les grands prématurés sont exposés à un risque accru de mortalité et de séquelles

L’Organisation mondiale de la santé définit les naissances prématurées comme des bébés nés vivants avant la fin des 37 semaines de grossesse. En fonction de l’âge gestationnel, ces bébés peuvent être classés comme extrêmement prématurés (moins de 28 semaines), très prématurés (29-32 semaines) et prématurés modérés à tardifs (32-37 semaines). Environ 900 000 prématurés meurent chaque année dans le monde, et de nombreux survivants vivent avec des séquelles respiratoires, cardiovasculaires et neurologiques[1]. Le risque de complications augmente en fonction de la précocité de la naissance, ce qui accroît le risque pour les grands prématurés. En Europe, les grands prématurés ont un taux de survie inférieur à 80 %, contre près de 96 % pour les bébés nés après 28 semaines.

Qu’est-ce que le placenta artificiel ?

Le faible taux de survie des grands prématurés s’explique par le fait que les organes tels que les poumons, les intestins et le cerveau se développent après le sixième mois de l’âge gestationnel. Les enfants nés avant cette période pèsent normalement moins de 1 kg et sont contraints de survivre dans un environnement hostile où une ventilation mécanique est souvent nécessaire. Afin d’offrir aux grands prématurés des conditions plus adaptées à leur état délicat, les scientifiques ont entamé des recherches sur le placenta artificiel.

Le placenta artificiel vise à recréer l’environnement intra-utérin à l’aide d’une plate-forme extracorporelle destinée principalement à oxygéner les grands prématurés sans avoir recours à la ventilation mécanique. L’oxygénation serait possible grâce à un dispositif d’échange de gaz relié au cordon ombilical du fœtus.

En plus d’aider les nourrissons à terminer leur développement sans endommager leurs poumons immatures par la ventilation mécanique, le placenta artificiel pourrait également être utilisé pour réparer chirurgicalement les anomalies congénitales chez les grands prématurés.

Des résultats prometteurs après 60 ans de recherche

Le placenta artificiel a été étudié pour la première fois à la fin des années 1950, mais les scientifiques s’en sont désintéressés dans les années 1970 en raison des progrès majeurs réalisés dans le domaine des soins néonatals, notamment l’utilisation de l’oxygénation extracorporelle par membrane (ECMO). L’utilisation clinique de l’ECMO chez les nouveau-nés à terme et proches du terme a encouragé les chercheurs à reprendre leurs travaux sur le placenta artificiel.

Différents groupes de recherche situés aux États-Unis, en Europe, en Australie et au Japon travaillent actuellement à l’amélioration de cette technologie en utilisant des agneaux comme modèles animaux. Le groupe dirigé par le professeur Flake à Philadelphie, aux États-Unis, est l’un de ceux qui ont obtenu les résultats les plus prometteurs jusqu’à présent, faisant état d’agneaux ayant survécu jusqu’à quatre semaines dans un système de placenta artificiel. Pendant cette période, les agneaux ont été placés dans un système clos qui reproduit l’utérus avec du liquide amniotique, relié par le cordon ombilical à un système d’oxygénation. Pendant qu’ils sont dans le placenta artificiel, les agneaux poursuivent leur développement et présentent un cerveau et des poumons matures à la fin des 4 semaines.

3 défis à relever pour pouvoir utiliser le placenta artificiel sur des bébés humains

Défi n°1 : reproduire fidèlement l’environnement utérin maternel

Le principal défi du placenta artificiel est de reproduire le plus fidèlement possible l’environnement utérin de la mère. Cela signifie qu’il est nécessaire de créer, avec des matériaux biocompatibles, un contenant souple, protégé de la lumière et produisant des sons similaires à ceux de l’utérus. Pour créer cet environnement, une collaboration multidisciplinaire avec des experts en médecine fœtale, en néonatologie, en chirurgie pédiatrique et en bio-ingénierie est nécessaire.

Défi n°2 : assurer le transfert des substances essentielles dans un environnement placentaire artificiel

Outre l’oxygénation, les nourrissons reçoivent également des hormones du cordon ombilical, ainsi que des anticorps et d’autres nutriments de leur mère. Dans un environnement placentaire artificiel, ce transfert de substances doit être presque identique à celui que l’on observe dans le placenta.

Défi 3 : Réduire la taille du système d’échange gazeux pour l’adapter aux nourrissons humains

Un autre défi auquel les scientifiques sont confrontés consiste à adapter la taille du circuit d’échange gazeux aux bébés humains qui pèsent moins d’un kilo, car les bébés agneaux des essais sur les animaux sont considérablement plus grands. La miniaturisation du système d’échange gazeux est considérée par les chercheurs comme l’une des principales étapes vers une application clinique.

Les grands prématurés ont encore moins de chances de survie et un risque accru de séquelles, principalement parce qu’ils naissent avec des organes immatures et sont ensuite soumis à une ventilation mécanique. Le placenta artificiel promet une alternative qui pourrait permettre aux nourrissons de poursuivre leur développement dans un environnement semblable à celui de l’utérus, sans qu’il soit nécessaire de recourir à la ventilation mécanique. Les progrès réalisés dans le domaine de l’oxygénation extracorporelle par membrane ont permis d’obtenir récemment des résultats prometteurs sur des modèles animaux, ce qui laisse espérer une utilisation potentielle du placenta artificiel chez les nourrissons humains.

Alcimed explore en permanence de nouvelles voies pour améliorer le parcours des patients des populations vulnérables, comme les prématurés, et est prêt à vous soutenir dans ces domaines ! N’hésitez pas à contacter notre équipe !

[1] World Health Organization: WHO. (2023, May 10). Preterm birth. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/preterm-birth

A propos de l’auteur, 

Richard, chef de projet dans l’équipe Sciences de la vie d’Alcimed en France