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Des progrès majeurs pour les implants cardiaques issus de la bioingénierie

L'ingénierie tissulaire (TE, pour tissue engineering) et la médecine régénérative (RM, pour regenerative medicine) seront les deux techniques fondamentales de la chirurgie cardiaque de l'avenir. Une initiative de l'UE a donc créé une plateforme d'expertise qui apportera une formation de premier plan aux chercheurs et leur permettra de développer des implants cardiovasculaires issus de la bioingénierie.
Des progrès majeurs pour les implants cardiaques issus de la bioingénierie
L'Europe souffre d'un manque évident de scientifiques qualifiés dans ces domaines en expansion rapide que sont l'ingénierie tissulaire et la médecine régénérative. Le projet TECAS ((Towards tissue engineering solutions for cardiovascular surgery), financé par l'UE, a ainsi développé un programme de formation multidisciplinaire et intersectoriel pour les chercheurs en début de carrière.

Réparation et remplacement d'un cœur brisé

Sotiris Korossis, coordinateur du projet nous explique ainsi que «la formation doctorale d'ingénierie tissulaire au niveau européen du TECAS-ITN, en créant une structure de recherche et de formation européenne, renforce la compétitivité européenne dans ces deux domaines.» L'équipe du Réseau initial de Formation (ITN) a donc axé ses travaux sur le remplacement et la réparation des valves cardiaques, la reconstruction du myocarde (tissu cardiaque musculaire) et l'angioplastie par patch pour réparer les gros vaisseaux sanguins.

Les chercheurs ont exploité des tissus biologiques préalablement traités pour éliminer les cellules et ainsi générer des matrices acellulaires non-immunogéniques qui ne stimulent pas la réponse immunitaire lors de la greffe. Ces matrices peuvent être, soit implantées directement sur le patient soit cultivées avec les propres cellules du patient puis transformées en laboratoire via les stimuli physiologiques et physiques adaptés afin qu'elles acquièrent leur pleine fonctionnalité biologique et biomécanique avant la greffe.

La réussite du projet s'observe déjà dans le nombre de projets immédiatement transposables en pratique clinique pour une exploitation commerciale. «Plus spécifiquement, cette infrastructure a permis le transfert rapide d'une méthode semi-automatique de reconnaissance de motifs pour l'évaluation histopathologique des images obtenues à la Faculté de médecine de Hanovre. Mieux encore, les méthodes de stérilisation et de conservation développées pour les matrices valvulaires décellularisées sont maintenant utilisées par Corlife oHG en production industrielle», ajoute Mr Korossis.

Bientôt en pratique clinique

La recherche TECS-ITN a ainsi généré toute une palette de technologies de rupture qui auront un impact médical certain. On peut signaler en particulier les bioréacteurs de flux destinés à l'évaluation fonctionnelle des matrices valvulaires et la détermination à long-terme de la fatigue et de la calcification des valves ainsi que les matrices qui seront utilisées pour les patchs cardiovasculaires. «Cette évolution», nous explique Korossis, «associée à une méthode non invasive de contrôle qualité des éléments d'ingénierie tissulaire, devrait nous permettre de rationaliser le développement et le contrôle qualité des matrices pour une exploitation clinique en toute sécurité tout en réduisant de manière significative les besoins en essais sur les animaux».

Les partenaires espèrent que les trois nouvelles prothèses de valve et le patch cellulaire myocardique développés au court du projet permettront de promouvoir les techniques de régénération et de remodelage cellulaire et par conséquent de réduire l'appel à une chirurgie de reprise extrêmement coûteuse. Surtout, le bioréacteur de contrôle de calcification et de patch permettra de suivre les processus de calcification et d'infarctus du myocarde respectivement et de nouveaux traitements pourront être étudiés directement in vitro pour ces pathologies.

La recherche TECAS-ITN a débouché sur cinq technologies brevetables dont le système de calcification in vitro, le traitement anti-calcification des matrices, une valve cardiaque péricardique percutanée décellularisée et la méthode de reconnaissance de motifs pour le contrôle qualité des éléments des tissus issus de la bioingénierie. Soulignant leur potentiel commercial, M. Korossis nous fait observer que «des entreprises extérieures ont manifesté leur intérêt pour l'exploitation de ces cinq technologies qui seront commercialisées, une fois tous les brevets pertinents accordés».

Relayer l'information

La large diffusion de ces travaux s'appuie sur près de 19 articles scientifiques déjà publiés dans des journaux à comité de lecture et 19 autres encore en préparation. En outre, un nombre impressionnant de 47 présentations tant orales que sous forme d'affiches ont été réalisées par les jeunes chercheurs lors de conférences de haut niveau. Les chercheurs du groupe ITN ont également publiés six articles Wiki.

Le consortium TECAS a organisé huit colloques traitant de l'ingénierie tissulaire cardiovasculaire lors de conférences internationales pendant que les jeunes chercheurs ont organisé ou participé à sept fêtes de la Science avec des expositions, des ateliers de travail et des conférences. Cinq stages d'été qui devraient être renouvelés ont également été organisés pour les élèves du secondaire et leurs enseignants. Ce réseau éducatif a été étendu à des ateliers d'école primaire et les partenaires ont organisé des séminaires pour informer les patients sur les nouveaux progrès obtenus dans le domaine de l'ingénierie tissulaire des valves cardiaques.

Au final, M. Korossis nous livre une synthèse de la signification du projet. «Globalement, le projet TECAS-ITN a permis de déboucher sur toute une palette de technologies directement utilisables et transposables avec des bénéfices scientifiques, cliniques et commerciaux significatifs pour de nombreux acteurs tant pour la communauté universitaire que chirurgicale ou le secteur industriel des appareils médicaux. Les patients seront bien sûr les bénéficiaires ultimes de ces technologies en obtenant des greffes plus sûres et plus personnalisées, réduisant d'autant les besoins en chirurgie de reprise».

Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

TE, valves cardiaques, chirurgie cardiaque, UE, TECAS, ESR