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Development of an innovative supercritical fluid decellularization technology to produce advanced biocompatible scaffolds for complex musculoskeletal regeneration

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Des matrices biologiques optimisées en régénération tissulaire

L'insuffisance des organes en phase terminale et les troubles musculosquelettiques débilitants ont un impact socio-économique particulièrement élevé qui nécessite des solutions plus efficaces. L'approche régénérative est une alternative séduisante mais celle-ci exige également une optimisation conséquente.

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La transplantation d'organe reste la référence pour le traitement des insuffisances organiques en phase terminale mais la pénurie de donneurs génère le besoin d'autres méthodes basées sur l'ingénierie tissulaire et la médecine régénérative. Les greffons osseux allogéniques présentent malheureusement d'autres problèmes, ils peuvent ne pas se vasculariser ou se remodeler, tandis que l'utilisation de matrices tissulaires, de cellules et de facteurs de croissance peut entraîner une réponse négative de l'organisme hôte et un rejet du greffon. Le projet DECELL BONE REGEN (Development of an innovative supercritical fluid decellularisation technology to produce advanced biocompatible scaffolds for complex musculoskeletal regeneration), financé par l'UE, propose d'utiliser des matrices biologiques après élimination de leurs cellules (décellularisation). Dans ce contexte, les chercheurs ont testé différents agents de décellularisation tels que détergents, acides ou bases sur le foie, la vessie et l'intestin grêle de porc et caractérisé l'efficacité de cette approche. Ils ont par ailleurs étudié l'effet de cette technique de décellularisation sur la fonctionnalité moléculaire de la surface des matrices. Dans une autre partie du projet, les chercheurs ont étudié la recellularisation des matrices avec différentes cellules humaines. En s'appuyant sur les techniques d'immunohistochimie, ils ont examiné l'apoptose, la prolifération, la morphologie et la stratification des couches cellulaires. En axant leurs travaux sur la réponse des macrophages aux hydrogels de la matrice extracellulaire, les chercheurs ont également obtenu de précieuses informations sur les interactions entre ces macrophages et le processus de remodelage de l'organisme hôte. Les propriétés des fluides supercritiques sont intermédiaires entre celles des gaz et celles des liquides. Les chercheurs ont optimisé la technologie des fluides supercritiques pour leur processus de décellularisation. En modifiant l'équipement existant, les chercheurs ont généré un flux directionnel de dioxyde de carbone supercritique pour l'élimination nucléaire et cellulaire du tissu hépatique. Plusieurs étapes d'optimisation ont encore été nécessaires pour définir les conditions de fonctionnement d'une décellularisation efficace à moyen terme. L'emploi d'éthanol et d'eau désionisée en combinaison avec le traitement supercritique a ainsi permis une réduction de 15 % de la teneur en ADN. Globalement, cette technique de décellularisation et de recellularisation présente un grand potentiel pour le développement de matrices biologiques fonctionnelles possédant le réseau vasculaire d'organes complets. Ces matrices permettront ainsi une amélioration des résultats cliniques et une réduction des effets secondaires.

Mots‑clés

Matrice, médecine régénérative, DECELL BONE REGEN, décellularisation, fluide supercritique

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