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Des valves cardiaques en vente libre

L’ingénierie tissulaire progresse dans le développement des prothèses. Le projet IMAVALVE a généré une nouvelle technologie avec une disponibilité commerciale immédiate et à moindre coût pour répondre au besoin clinique croissant en valves cardiaques artificielles.
Des valves cardiaques en vente libre
Les prothèses valvulaires cardiaques actuelles améliorent la survie et la qualité de vie, mais les problèmes associés touchent 30 à 35 % des patients dans les 10 ans suivant l’opération. Cela se traduit souvent par une grave morbidité liée à la valve tout au long de la vie et un besoin de réintervention.

L’ingénierie tissulaire cardiovasculaire évolue rapidement vers des approches in situ où le biomatériau implanté induit la régénération directement dans le site fonctionnel. L’approche repose sur le concept selon lequel la réponse inflammatoire peut être exploitée pour la régénération tissulaire. Le biomatériau implanté crée le microenvironnement approprié pour soutenir l’interaction entre les cellules immunitaires, les cellules souches/progénitrices et les cellules tissulaires, tandis qu’avec le temps, il se résorbe en une structure qui peut réparer, remodeler et se développer.

Compte tenu de la complexité du tissu cardiovasculaire, le défi consiste à concevoir un biomatériau possédant des propriétés immunomodulatrices capables d’entraîner la formation de nouveaux tissus. Le projet IMAVALVE financé par l’UE a proposé d’aborder ce problème en développant des matériaux intelligents capables de se transformer en une nouvelle valve cardiaque synthétique. L’administration de la nouvelle valve se fait suivant une procédure trans-cathéter minimalement invasive, éliminant ainsi le besoin d’une chirurgie à cœur ouvert. «L’idée était de générer un biomatériau capable de se transformer progressivement en un cœur aortique vivant et durable à l’intérieur du corps d’un patient», explique le chef de projet Laurens Schrijnemakers.

De nouveaux matériaux intelligents

Pendant le projet, les chercheurs ont conçu et caractérisé un certain nombre de matériaux polymères ainsi que des matériaux de type gel hydraté. L’objectif était de combiner un matériau élastomère se dégradant relativement lentement avec un matériau d’hydrogel bioactif à dégradation rapide. Le premier garantit la fonctionnalité à long terme de la valve et soutient la formation de tissus matures, tandis que le matériau de type hydrogel contrôle la réponse inflammatoire précoce. Les matériaux choisis offrent un certain nombre d’avantages, y compris la biocompatibilité et l’accordabilité en ce qui concerne l’élasticité, la rigidité et la résistance.

Des efforts considérables ont également été déployés pour développer une compréhension mécaniste de la réponse de l’hôte humain au biomatériau. Les chercheurs ont testé en particulier l’effet de molécules bioactives sélectionnées sur la réponse de l’hôte et la formation de tissu précoce. Ils ont incorporé des peptides capables de recruter les macrophages du patient et de les stimuler vers la formation de tissu.

En outre, le consortium a intégré un aperçu de la signalisation des cellules cardiovasculaires en réponse à des indices mécaniques dans un modèle de calcul et l’a utilisé pour prédire la croissance et le remodelage de la valvule cardiaque. Avec ce modèle, ils ont trouvé que la contrainte mécanique était un facteur primordial dans la croissance et le remodelage de la valve avec l’âge. De plus, des simulations informatiques de valves cardiaques tissulaires ont permis aux scientifiques de prédire la performance in vivo des structures implantées.

Vers un remplacement de valve plus efficace

Avec un système de distribution par cathéter mis au point au cours du projet, le consortium a réalisé une étude de preuve de concept in vivo pour évaluer la manipulation intra-opératoire et le déploiement des valves. Bien que des études cliniques soient en cours, le Dr Schrijnemakers envisage: «Le consortium doit effectuer une gamme étendue d’études in vitro et précliniques pour tester la sécurité et la durabilité de la valve dans une large gamme de conditions».

Considérant que le remplacement de la valve est une intervention courante, avec plus de 300 000 remplacements par an dans le monde, la technologie IMAVALVE offrira une alternative importante aux approches existantes. Sa capacité de croissance et d’adaptation aux exigences fonctionnelles cardiaques permet de surmonter les limites associées aux valves prothétiques actuelles et convient également aux jeunes patients. La facilité d’implantation constitue un avantage important car elle évite le recours à la chirurgie, améliore la qualité de vie des patients et réduit les coûts de soins de santé.

Mots-clés

IMAVALVE, valve cardiaque, biomatériau, ingénierie tissulaire, polymère