Vers le développement de biomatériaux innovants à base de mucine
Les mucines sont des protéines glycosylées à poids moléculaire élevée produites par des tissus épithéliaux. Les mucines ont une forte capacité à former des gels qui servent plusieurs fonctions, de la lubrification aux traitements-barrières chimiques. On connaît très peu de choses sur les interactions sur les nutriments, les anticorps, les virus et les bactéries diffusant des gels de mucines à l'intérieur du corps. Le projet BIOMUC («Mucin binding to bioactive molecules: Physiological role and new biomaterials») étudie si les gels de mucine peuvent être un réservoir pour des molécules bioactifs. Si l'interaction des mucines aux molécules bioactives est confirmée, les biomatériaux à base de mucines innovants pour l'administration médicamenteuse et des applications d'ingénierie tissulaire peuvent être développés. D'importants résultats ont déjà été accomplis dans le cadre du projet, qui devra s'achever en 2015. Les revêtements de mucine s'avèrent avoir des propriétés répulsives pour les cellules. Les revêtements de mucine ont été utilisés pour créer des schémas de cellules stables pour plusieurs jours, une propriété importante pour l'ingénierie tissulaire. En procédant à la déglycosylation du noyau protéique, les scientifiques ont démontré que les glycanes sont nécessaires à la répulsion cellulaire des mucines. Des films à plusieurs couches de mucine-lectine ont été construits et caractérisés. Ces derniers étaient résistants aux concentrations élevées en sel et aux variations de pH. Ils pouvaient être dissouts en utilisant des sucres solubles concurrents avec la lectine dans son interaction avec les glycanes de mucine. Ces films ont obtenu de bons résultats en tant que couche «sacrificielle» pour l'émission de petits patchs de polymère à partir de la surface (ce qui serait utile dans la technologie des «sacs à dos cellulaires»). Enfin, des hydrogels de mucine en 3D ont été développés et caractérisés. BIOMUC a créé des structures nanoporeuses qui ont été testées pour une administration soutenue de médicaments hydrophobes et hydrophiles. La polymyxine, un antibiotique hydrophile et positivement chargé a interagi avec l'hydrogel de mucine et a été administrée progressivement sur une période d'une semaine. Le paclitaxel, un médicament hydrophobe anticancéreux non chargé, s'est lié facilement avec l'hydrogel de mucine et a montré une vitesse d'administration encore plus lente. Contrairement à cela, les molécules sans interaction du gel (comme le dextrane et l'acide poly-glutamique) ont été libérées rapidement. D'après les résultats de BIOMUC, les hydrogels de mucine démontrent un potentiel élevé pour l'administration médicamenteuse. En raison de leur stabilité, et de la répulsion de certaines cellules et particules, les mucines peuvent également être développées pour l'ingénierie tissulaire.
Mots‑clés
Mucine, biomatériaux, épithélial, gels de mucine, molécules bioactives
