De meilleures matrices osseuses
Les difficultés rencontrées lors de la régénération osseuse ou de la cicatrisation d'os lésés peuvent se comparer aux problèmes de construction d'une maison avec toutes les difficultés technologiques que cela implique au niveau des briques, du ciment, de la plomberie ou de la ventilation. C'est pourquoi la régénération du tissu osseux nécessite de même le développement de différents modèles matriciels tridimensionnels (3D) poreux, favorisant l'attachement des nouvelles cellules et capables de fournir une oxygénation adéquate et un réseau sanguin pour apporter les nutriments et éliminer les déchets métaboliques. Le projet Biosca («Intelligent and reinforced tissue scaffolds for regenerative biomedicine») a justement été mis sur pied pour développer une nouvelle génération de matériaux biocompatibles possédant la réactivité adéquate, favorisant l'attachement cellulaire et dont la porosité permettrait une colonisation tridimensionnelle profonde des matrices par les nouveaux tissus. Les chercheurs ont tout d'abord développé de nouveaux matériaux biocomposites à base de nanotubes de carbones et de silice mésoporeuse présentant une conductivité 100 millions de fois supérieure à celle des matériaux conventionnels, une propriété autorisant l'emploi d'une stimulation électrique d'activation des ostéoblastes (les cellules génératrices du tissu osseux) avec une intensité beaucoup plus faible. Les scientifiques se sont également intéressés aux systèmes basés sur l'hydroxyapatite pour la régénération osseuse et l'intégration d'implants osseux. L'hydroxyapatite (HA) est un minéral naturel contenant du calcium, l'un des éléments constitutifs de la matrice osseuse. Les chercheurs ont développé de nouveaux revêtements en hydroxyapatite augmentant considérablement la surface matricielle grâce à sa porosité intrinsèque (comparable à la différence d'eau contenue sur une lame de verre plat ou constellée de milliers de petites cavités), qui permettent non seulement d'augmenter la surface de fixation pour les nouveaux tissus osseux, mais aussi de charger la matrice avec des molécules biologiquement actives comme les facteurs de croissance, augmentant d'autant plus l'adhésion cellulaire et la croissance tissulaire. Cette porosité permet également d'améliorer l'oxygénation des tissus et l'infiltration par des capillaires sanguins, deux capacités vitales pour un tissu sain. Des expériences in vivo ont montré que ces nouvelles mousses d'hydroxyapatite 3D possédaient de meilleures propriétés mécaniques en plus de leurs propriétés biochimiques. Pour résumer, on peut affirmer que le projet Biosca a permis des progrès significatifs dans le domaine de la régénération osseuse, applicables également dans des domaines aussi divers que ceux de la détoxification des métaux lourds ou de la thérapie anticancéreuse. Les recherches futures et la commercialisation de ces innovations pourraient améliorer la qualité de vie des millions de personnes souffrant de troubles musculosquelettiques et apporter un avantage concurrentiel non négligeable aux entreprises de biosciences européennes.
