Lena Neufeld | Une ingénieure de l’avenir

Jean-François Cyr

22 juillet 2022

Lena Neufeld | Une ingénieure de l'avenir

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L'ingénieure Lena Neufeld

Lena Neufeld fait partie d’une équipe de chercheurs israélienne qui a utilisé les cellules de patients atteints de cancer du cerveau pour créer un matériau d’impression 3D, une technologie inédite.

Le but : fabriquer un modèle de tumeur pour tester l’efficacité de traitements potentiels avant de les utiliser pour de vrai sur le corps humain.

Lors d’une visite récente à Montréal, la jeune femme a participé à un événement organisé pour lancer une campagne de financement qui servira à offrir 50 bourses à des étudiants de l’Université de Tel-Aviv.

Depuis six ans, Lena Neufeld travaille avec une équipe de scientifiques qui ont extrait « des morceaux » de tumeurs du cerveau de patients atteints de glioblastome – un cancer agressif au pronostic très défavorable – et les ont utilisés pour imprimer un modèle 3D.

C’est la professeure Ronit Satchi-Fainaro qui a dirigé les recherches de cette équipe basée à l’Université de Tel-Aviv. Son noyau contient cinq personnes, mais celles-ci collaborent avec une dizaine d’autres biologistes et experts scientifiques. Lena Neufeld s’est occupée quant à elle de toute l’ingénierie du projet.

Mentionnons que Ronit Satchi-Fainaro fait partie des principaux chercheurs mondiaux dans le domaine du cancer. Ces experts sont totalement dédiés à une cause plus grand que nature.

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La professeure Ronit Satchi-Fainaro (à gauche) et Lena Neufeld

Le projet est de créer une impression biologique 3D pour un modèle de tumeur, raconte Lena Neufeld. Cela permet de reconstituer la structure des vaisseaux sanguins et de la tumeur cérébrale de type glioblastome. Au départ, nous avons utilisé des ordinateurs pour concevoir ce que nous voulions imprimer. Ensuite, l’imprimante, une sorte de bras robotique qui utilise de l’encre biologique pouvant accompagner les cellules cancérigènes, dépose le tout dans la structure qui a auparavant été conçue. L’impression doit se faire dans un environnement stérile afin d’éviter toute contamination. C’est la première fois dans le monde qu’une plateforme est ainsi créée. Elle peut accueillir cinq différents types de cellules humaines.

Le glioblastome est la forme la plus courante de cancer du cerveau chez l’adulte. Il se propage rapidement à d’autres parties du cerveau, ce qui le rend difficile à traiter. Le taux de survie est d’environ 40 % au cours de la première année suivant le diagnostic et de 17 % au cours de la deuxième, selon l’Association américaine des chirurgiens neurologiques.

La tumeur bio-imprimée en 3D est fabriquée à partir d’une composition de gel qui ressemble au cerveau et comprend un système complexe de tubes ressemblant à des vaisseaux sanguins dans lesquels les cellules sanguines et les médicaments peuvent circuler, simulant ainsi la façon dont une vraie tumeur se développe et réagit aux traitements. Le sang du patient est donc pompé à travers la tumeur imprimée. Si des recherches similaires ont été effectuées dans le passé pour simuler des environnements cancéreux, ce type de « bio-impression » viable est une première dans le monde de la recherche biomédicale. Les échantillons, quant à eux, ont été prélevés sur des patients présents dans les salles d’opération du service de neurochirurgie du centre médical Sourasky (hôpital Ichilov), affilié à l’Université de Tel-Aviv.

Cette impression en 3D, qui imite donc une tumeur maligne vivante, permet d’élaborer de nouvelles méthodes pour améliorer le traitement et accélérer le développement de nouveaux médicaments contre le type de cancer du cerveau le plus mortel : « Ce modèle permettra de tester différents traitements, plutôt que sur des humains ou des animaux. Des modèles en 2D existent déjà, mais leurs résultats sont très peu concluants. Ce fut un énorme défi technologique, biologique et chimique. »

« Vous savez, de nombreux médicaments contre le cancer donnent des résultats prometteurs en laboratoire, mais finissent par échouer dans les essais cliniques. Nous supposons que l’une des principales raisons est le manque de modèles. Pire, plusieurs qui existent déjà sont inadéquats. La plupart des modèles ne présentent pas les interactions entre la tumeur et son environnement biologique. Par conséquent, nous avons reconstitué le micro-environnement de la tumeur. »

La commercialisation

Désormais, l’équipe travaille à la création d’une compagnie pouvant produire à plus grande échelle cette nouvelle technologie 3D. Au dire de Lena, il faut que le modèle soit commercialement disponible pour les hôpitaux, les centres de santé universitaires, les cliniques spécialisées, etc. « Puisque la technologie est nouvelle et unique, elle est dispendieuse. Nous voulons d’abord aider le plus grand nombre de patients. En créant des collaborations, nous pourrons possiblement réduire les coûts. »

« Nous voulons dorénavant travailler avec dix types différents de cellules cancérigènes. Nous obtenons des échantillons en provenance de divers hôpitaux d’Israël, certes, mais nous aimerions en obtenir aussi de plusieurs autres pays. Cette démarche a pour but de valider notre plateforme, de la tester pour permettre un usage plus vaste dans l’univers du cancer. Par exemple, nous avons besoin de cellules provenant d’autres types de cancer, dont ceux de la peau et du pancréas. »

L’équipe doit surmonter deux autres défis de taille pour y parvenir. D’abord, des experts doivent être physiquement sur place, en salle d’opération, pour recueillir des échantillons de cellules cancérigènes lors d’une chirurgie. Cela nécessite l’aide de spécialistes très flexibles pouvant intervenir à n’importe quelle heure en Israël, mais aussi ailleurs dans le monde. Deuxièmement, le transport de ces différents types de cellules sur de longues distances est crucial.

Les cellules doivent demeurer dans les meilleures conditions possibles jusqu’à leur arrivée dans notre laboratoire. Dès que les échantillons sont obtenus du patient, nous devons les conserver immédiatement dans une sorte de boîte très froide contenant un liquide spécialisé pour conserver intacts les tissus, jusqu’à leur arrivée à notre laboratoire. L’acquisition des tissus à l’international impose donc le développement de techniques de conservation améliorées. 

Les efforts remarquables de Lena

Lena Neufeld est une femme impressionnante. Elle a obtenu sa maîtrise au département de génie chimique du Technion-Israel Institute of Technology, en se concentrant sur la caractérisation des polymères à usage biomédical dans le laboratoire du professeur Havatzelet Bianco-Peled. Après avoir obtenu son diplôme, l’objectif de Lena était de combiner ses connaissances multidisciplinaires en biopolymères et en chimie avec un aspect clinique.

Elle a par la suite rejoint le groupe de recherche dirigé par le professeur Ronit Satchi-Fainaro à la faculté de médecine de l’université de Tel-Aviv en tant qu’étudiante au doctorat. Chapeau ! Dès lors, elle a travaillé sur le modèle de tumeur imprimé en 3D. En fait, elle est responsable de l’ingénierie du projet.

Les travaux de son équipe ont été publiés dans Science Advances et ont attiré l’attention des médias du monde entier. Pour ce projet, Lena et son équipe ont obtenu la première place aux 3D-Printing Industry Awards en tant qu’application de l’année dans le domaine de la santé. Une demande de brevet provisoire a d’ailleurs été déposée aux États-Unis. En outre, Lena a offert plusieurs présentations orales lors de conférences internationales. Au cours des trois dernières années, elle a reçu la bourse du prix Dan David, qui est offerte à des chercheurs qui travaillent sur des projets aux promesses exceptionnelles en science. Lena a également reçu la bourse de mentorat TEVA Pharmaceutical Bio-Innovation et a participé à leur projet de formation d’un an. En outre, l’Académie israélienne des sciences l’a désignée et choisie pour participer à un atelier de communication scientifique destiné aux doctorants exceptionnels.

Pas de surprise, donc, que l’Université de Tel-Aviv Canada ait invité Lena à Montréal dans le cadre d’un événement voulant souligner deux choses : les 50 ans de l’établissement et surtout une campagne de financement d’au moins 50 bourses d’études (10 000 $ chacune) au cours de l’année prochaine.

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La femme d'affaires et présidente de Henkel média, Danièle Henkel, l'ingénieure Lena Neufeld, et Nawel Mahieddine, vice-présidente de Henkel média, à la soirée dédiée à la campagne de financement de l'Université de Tel-Aviv Canada, à Montréal.

Lors de cet événement les organisateurs souhaitaient sensibiliser le public à l’importance de l’aide financière pour les étudiants. Évidemment, ils voulaient aussi amasser des fonds pour des bourses qui seront octroyées à des étudiantes en médecine (en cancérologie/oncologie) à l’Université de Tel-Aviv.

Née en Union soviétique, Lena a déménagé en Israël lorsqu’elle avait deux ans, en compagnie de ses parents. Ce nouveau départ a concordé avec la chute de l’URSS.

« L’objectif est d’encourager les femmes dans leur cheminement académique et de démontrer ce qui est accompli à l’Université de Tel-Aviv. Celle-ci donne des bourses à des étudiantes comme moi. Au cours du doctorat et de la maîtrise, les étudiants ne peuvent pas bosser, à l’exception des travaux de recherche à l’université. Alors, les bourses sont extrêmement importantes. Ça fait plus de cinq ans que je suis au doctorat. Je n’aurais pas pu poursuivre ces études sans une aide financière. L’Université de Tel-Aviv m’a supporté du début à la fin, jusqu’à ce que l’invention 3D soit complétée. »

Mes parents travaillaient très fort. Ils m’ont toujours dit que l’éducation est primordiale. Ils étaient mon plus important modèle. Durant mon premier degré universitaire (baccalauréat), j’ai dû travailler énormément afin de pouvoir payer les frais associés à mon éducation, certes, mais aussi à mon appartement, à la nourriture… Je souligne que l’Université de Tel-Aviv n’accorde pas de bourse pour le baccalauréat. J’ai donc cumulé les emplois. J’ai eu jusqu’à quatre employeurs en même temps ! J’ai été secrétaire dans une agence médicale, femme de ménage dans des bureaux ou encore vendeuse de produits dans des pharmacies…  Un emploi était à Holon, la ville de mes parents, un autre dans Bat Yam et les deux autres étaient à Tel-Aviv…

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