La régénération du cœur endommagé
Un infarctus aigu du myocarde survient lorsque certains vaisseaux coronaires sont obstrués, ce qui limite le flux sanguin et entraîne une ischémie myocardique. Actuellement, l’IM est traité en revascularisant les artères coronaires, ce qui rétablit efficacement le flux sanguin vers le cœur. Toutefois, des cicatrices résiduelles du myocarde ne sont pas à exclure, et risquent d’entraver la fonction cardiaque et de finalement conduire à une insuffisance cardiaque. La thérapie régénératrice recourant à des cellules souches cardiaques représente une nouvelle approche prometteuse pour réparer les dommages sous-jacents du myocarde et restaurer la fonction cardiaque. Cependant, les résultats des essais cliniques n’ont pas été concluants jusqu’à présent, probablement en raison du faible taux de survie, de la greffe et du maintien des cellules dans le cœur qui a subi un infarctus. Afin d’augmenter l’efficacité de la thérapie cellulaire, le projet AMCARE financé par l'UE visait à améliorer le maintien des cellules souches dans le myocarde ou le tissu cardiaque endommagé après leur administration. Pour atteindre cet objectif, le consortium a associé l’expérience acquise dans la science des matériaux et la biologie des cellules souches aux leaders dans le domaine des dispositifs médicaux, des biomatériaux et de la régénération cardiovasculaire. L’idée sous-jacente à la stratégie AMCARE était d’employer des biomatériaux à base d’acide hyaluronique (AH) pour soutenir les cellules implantées. Les hydrogels à base d’AH sont largement utilisés comme supports à des fins d’ingénierie tissulaire pour apporter une matrice extracellulaire (MEC) et améliorer la cohésion des cellules administrées, ainsi que leur maintien au site endommagé après leur administration. En même temps, les hydrogels offrent une protection contre l’environnement hostile du myocarde ischémique. La MEC est un réseau très complexe de protéines comme le collagène et les protéoglycanes, où les cellules s’attachent via des récepteurs spécifiques. Malgré sa composition dépendante en tissu, la MEC joue un rôle fondamental dans la régulation des réponses cellulaires centrales telles que la migration, la prolifération et la différenciation. C’est pourquoi, elle peut être utilisée à des fins de transplantation pour soutenir les cellules implantées et faciliter leur intégration dans le tissu hôte. De nouveaux biomatériaux et dispositifs d’administration Le coordinateur du projet, le Dr Duffy, explique: «Notre partenaire industriel a mis au point une plateforme qui peut produire des hydrogels dotés de propriétés mécaniques et viscoélastiques programmables à partir de matériaux visqueux proches du gel. En d’autres termes, ils peuvent résister à des changements élastiques dans le tissu cardiaque suite à l’injection dans le myocarde.» Pour une incorporation homogène des cellules dans l’hydrogel tout en maintenant la viabilité des cellules, les partenaires d’AMCARE ont développé un applicateur prototype. En outre, en cas d’infarctus aigu du myocarde le long d’un cathéter endocardiaque, les chercheurs ont conçu un système exclusif pour administrer les cellules au sein du ventricule. Une autre innovation du projet était le patch cardiaque, une feuille de matériaux dérivés de l’AH qui fournissent des propriétés géométriques et mécaniques optimales telles que la porosité, le gonflement et la biodégradation. Le patch, qui contient des agents thérapeutiques qui assurent un contact solide et durable avec la zone de l’infarctus, est administré sur la surface épicardique. L’impact de la régénération cardiaque après un IM Globalement, la nouvelle modalité thérapeutique générée au cours du projet AMCARE contribuera à restaurer la fonction cardiaque des patients après une ischémie. «Les nouveaux dispositifs médicaux d’AMCARE et l’élaboration de biomatériaux avancés permettront de créer une approche sur mesure pour répondre aux besoins cliniques propres à un patient», avance le Dr Duffy. L’idée est que, en fonction de la zone de l’infarctus, les chercheurs puissent adopter une approche thérapeutique différente, sûre et efficace pour garantir que l’administration et la fixation soient les moins invasives possible. Les partenaires d’AMCARE ne doutent pas que leurs nouvelles technologies des biomatériaux et leurs dispositifs connaîtront un grand succès commercial. Plus important, la réparation du myocarde endommagé des patients ayant subi un infarctus pourrait réduire la morbidité et la mortalité, et ainsi améliorer les soins de santé à long terme des citoyens de l’UE.
Mots‑clés
AMCARE, biomatériel, infarctus du myocarde (IM), hydrogel, matrice extracellulaire (MEC), acide hyaluronique (AH)