Un nouveau biomatériau qui peut être injecté par voie intraveineuse, réduit l’inflammation dans les tissus et favorise la réparation des cellules et des tissus. Le biomatériau a été testé et s’est avéré efficace dans le traitement des lésions tissulaires causées par des crises cardiaques chez des rongeurs et des grands animaux. Les chercheurs ont également fourni une preuve de concept dans un modèle de rongeurs que le biomatériau pourrait être bénéfique pour les patients souffrant de lésions cérébrales traumatiques et d’hypertension artérielle pulmonaire.
Le biomatériau accélère la guérison des vaisseaux sanguins, réduisant ainsi l’inflammation.
« Ce biomatériau permet de traiter les tissus endommagés de l’intérieur », a déclaré Karen Christman, professeur de bio-ingénierie à l’Université de Californie à San Diego et chercheur principal de l’équipe qui a développé le matériau. « C’est une nouvelle approche de l’ingénierie régénérative. »
Une étude sur la sécurité et l’efficacité du biomatériau chez des sujets humains pourrait commencer d’ici un à deux ans, a ajouté Christman. L’équipe, qui réunit des bio-ingénieurs et des médecins, a présenté ses conclusions Nature Biomedical Engineering.
Après une crise cardiaque, du tissu cicatriciel se développe, diminuant la fonction musculaire et peut entraîner une insuffisance cardiaque congestive.
On estime à 785 000 le nombre de nouveaux cas de crise cardiaque aux États-Unis chaque année, et il n’existe aucun traitement établi pour réparer les dommages causés au tissu cardiaque. Après une crise cardiaque, du tissu cicatriciel se développe, ce qui diminue la fonction musculaire et peut entraîner une insuffisance cardiaque congestive.
« La maladie coronarienne, l’infarctus aigu du myocarde et l’insuffisance cardiaque congestive continuent d’être les problèmes de santé publique les plus lourds qui affectent notre société aujourd’hui », a déclaré le Dr Ryan R. Reeves, médecin à la division de médecine cardiovasculaire de l’UC San Diego. « En tant que cardiologue interventionnel, qui traite quotidiennement des patients atteints de coronaropathie et d’insuffisance cardiaque congestive, j’aimerais avoir une autre thérapie pour améliorer les résultats des patients et réduire les symptômes débilitants. »
Cette thérapie facile à administrer a le potentiel de jouer un rôle important dans notre approche thérapeutique.
Dr Ryan R. Reeves, médecin à la division de médecine cardiovasculaire de l’UC San Diego
Dans des études antérieures, l’équipe dirigée par Christman a développé un hydrogel fabriqué à partir de l’échafaudage naturel du tissu musculaire cardiaque, également connu sous le nom de matrice extracellulaire (ECM), qui peut être injecté dans le tissu musculaire cardiaque endommagé via un cathéter. Le gel forme un échafaudage dans les zones endommagées du cœur, favorisant la croissance et la réparation de nouvelles cellules. Les résultats d’un essai clinique de phase 1 réussi chez l’humain ont été publiés à l’automne 2019. Mais parce qu’il doit être injecté directement dans le muscle cardiaque, il ne peut être utilisé plus d’une semaine après une crise cardiaque, plus tôt risquerait de causer des dommages en raison de la procédure d’injection à base d’aiguille.
Les chercheurs ont testé le biomatériau sur un modèle de crise cardiaque chez les rongeurs.
L’équipe voudrait développer un traitement qui pourrait être administré immédiatement après une crise cardiaque. Cela signifie développer un biomatériau qui pourrait être perfusé dans un vaisseau sanguin du cœur en même temps que d’autres traitements tels que l’angioplastie ou un stent, ou injecté par voie intraveineuse.
« Nous avons cherché à concevoir une thérapie de biomatériaux qui pourrait être administrée à des organes et des tissus difficiles d’accès, et nous avons mis au point la méthode pour tirer parti de la circulation sanguine, les vaisseaux qui fournissent déjà du sang à ces organes et tissus », a déclaré Martin Spang, le premier auteur de l’article, qui a obtenu son doctorat dans le groupe de Christman au département de bioingénierie Shu Chien-Gene Lay.
Comment le biomatériau est fabriqué
Les chercheurs du laboratoire de Christman ont commencé avec l’hydrogel qu’ils ont développé, qui s’est avéré compatible avec les injections de sang dans le cadre d’essais de sécurité. Mais la taille des particules dans l’hydrogel était trop grande pour cibler les vaisseaux sanguins qui fuient. Spang, alors doctorant dans le laboratoire de Christman, a résolu ce problème en plaçant le précurseur liquide de l’hydrogel dans une centrifugeuse, ce qui a permis de filtrer les particules plus grosses et de ne conserver que des particules de taille nanométrique. Le matériau résultant a été soumis à la dialyse et à la filtration stérile avant d’être lyophilisé. L’ajout d’eau stérile à la poudre finale donne un biomatériau qui peut être injecté par voie intraveineuse ou perfusé dans une artère coronaire du cœur.
Comment ça marche
Les chercheurs ont ensuite testé le biomatériau sur un modèle de crise cardiaque chez les rongeurs. Ils s’attendaient à ce que le matériau passe à travers les vaisseaux sanguins et dans les tissus parce que des espaces se développent entre les cellules endothéliales dans les vaisseaux sanguins après une crise cardiaque.
Mais quelque chose d’autre s’est produit. Le biomatériau lié à ces cellules, comblant les lacunes et accélérant la guérison des vaisseaux sanguins, réduisant ainsi l’inflammation. Les chercheurs ont également testé le biomatériau sur un modèle de crise cardiaque chez les porcins, avec des résultats similaires.
L’équipe a également testé avec succès l’hypothèse selon laquelle le même biomatériau pourrait aider à cibler d’autres types d’inflammation chez le rat dans des modèles de lésions cérébrales traumatiques et d’hypertension artérielle pulmonaire. Le laboratoire de Christman entreprendra plusieurs études précliniques pour ces conditions.
Prochaines étapes
« Alors que la majorité des travaux de cette étude impliquaient le cœur, les possibilités de traiter d’autres organes et tissus difficiles d’accès peuvent ouvrir le champ des biomatériaux / ingénierie tissulaire au traitement de nouvelles maladies », a déclaré Spang.
Pendant ce temps, Christman et Ventrix Bio, Inc., une start-up qu’elle a cofondée, prévoient de demander l’autorisation de la FDA pour mener une étude chez l’homme sur les applications du nouveau biomatériau pour les maladies cardiaques. Cela signifie que les essais cliniques sur l’homme commencent dans un ou deux ans.
« L’une des principales raisons pour lesquelles nous traitons les maladies coronariennes graves et l’infarctus du myocarde est de prévenir le dysfonctionnement ventriculaire gauche et la progression vers l’insuffisance cardiaque congestive », a déclaré le Dr Reeves. « Cette thérapie facile à administrer a le potentiel de jouer un rôle important dans notre approche thérapeutique.»
SOURCE : World Health.Net
Traduit de l’anglais
