Une approche prometteuse des greffes produites par ingénierie tissulaire fait forte impression
Les muscles squelettiques font bouger les parties de notre corps – même nos globes oculaires – à l’aide de tendons (tissus conjonctifs fibreux denses) qui les relient aux «cibles» devant être déplacées. Au cours de notre vie, des forces mécaniques intenses et répétitives peuvent rendre les tendons sujets à la dégénérescence, aux blessures et aux déchirures du fait du vieillissement ou de sollicitations excessives. Les lésions des tendons ne se contentent pas d’affecter la qualité de vie: elles coûtent également des millions de dollars, dépensés pour les traitements ou perdus en raison d’une incapacité de travail. Le programme Marie Skłodowska-Curie a soutenu la création d’un réseau européen de formation (ETN pour European training network) pour y remédier. Par le biais du projet Tendon Therapy Train, l’ETN a procédé à une démonstration réussie sur des tissus 3D imitant des tendons, obtenus à partir de cultures de cellules tendineuses (ténocytes) ou par différenciation de cellules souches prélevées dans la moelle osseuse et les tissus adipeux. Cette approche ascendante de l’ingénierie tissulaire s’avère également efficace avec d’autres types de tissus. Elle pourrait déboucher sur des greffes rapides, abordables et pertinentes sur le plan clinique, avec de meilleurs résultats pour toute une variété de pathologies.
Imiter la nature
Les greffes de tissus font office de référence absolue pour la réparation des tendons, mais elles posent de nombreux défis, notamment en ce qui concerne le nombre limité de tissus disponibles dans le corps du patient et les risques d’infection ou de rejet avec des greffons provenant d’autres personnes ou espèces. Le coordinateur du projet, Dimitrios Zeugolis, affilié à l’Université nationale d’Irlande à Galway, a entrepris, avec l’équipe du projet, de développer des tissus tendineux 3D en culture, en adoptant des principes d’auto-assemblage pour résoudre ce problème. Des universités, des entreprises et des hôpitaux ont collaboré avec 15 étudiants en doctorat pour développer des environnements de culture ex vivo semblables à celui du tissu tendineux natif. Les jeunes chercheurs ont adopté des approches variées pour surmonter les difficultés, dépasser les attentes et mettre en lumière le potentiel futur de cette approche. Dimitrios Zeugolis explique: «Il s’est avéré très efficace d’introduire des macromolécules inertes dans les milieux de culture pour “encombrer” l’espace de culture des cellules. Cela a favorisé un dépôt accru de matrice extracellulaire, qui nous a permis de cultiver un tissu de taille implantable beaucoup plus rapidement qu’auparavant.» Un échafaudage de collagène à trois couches conçu pour le tissu d’enthèse (là où le tendon s’insère dans l’os, un important site de concentration de contraintes) a entraîné la différenciation des cellules souches de la moelle osseuse, qui a produit les trois différentes lignées qu’on trouve dans l’enthèse. Dimitrios Zeugolis poursuit: «Ça s’est avéré très délicat sur le plan technique, et nous sommes très enthousiastes au sujet des résultats obtenus et de leur impact potentiel.» Le prototype de greffe de peau le plus avancé a fait l’objet d’une validation de principe préclinique (sur des modèles animaux et lors de tests de sécurité préliminaires). L’emploi de polymères thermo-réactifs comme substrat, même s’il n’avait pas été envisagé au départ, s’est également traduit par une induction de croissance prometteuse.
Étendre le champ d’application au-delà des tendons
«Notre principal avantage réside dans la matrice extracellulaire, qui est beaucoup plus importante que d’habitude. Cette matrice fournit la structure et la substance nécessaires aux cellules, puis donne un tissu beaucoup plus sain qui peut conserver son phénotype et ainsi s’avérer efficace sur le plan clinique», résume Dimitrios Zeugolis. Le marché de la médecine régénérative a été évalué à 5,4 milliards de dollars en 2016 et devrait atteindre 39,3 milliards de dollars d’ici 2023, avec un TCAC, taux de croissance annuel composé, de 32,2 %. Les résultats de l’ingénierie tissulaire 3D du projet sont en passe de s’y faire une place, en commençant par la cicatrisation des plaies et la réparation des tendons. Des applications aux tissus osseux, cartilagineux et oculaires pourraient suivre. Grâce au projet Tendon Therapy Train, un grand pas en avant a été effectué pour pouvoir bientôt disposer de greffes de tissus abordables et efficaces.
Mots‑clés
Tendon Therapy Train, tissu, tendon, culture, greffe, matrice extracellulaire, enthèse, ingénierie tissulaire, cellule souche, médecine régénérative, échafaudage, cicatrisation
