La biorégénération des tissus avec l'avantage du recul
Le projet BIODESIGN (Rational bioactive materials design for tissue regeneration), partiellement financé par l'UE, a mené à terme une initiative axée sur les résultats qui s'est basée sur une coopération scientifique et universitaire de premier plan, afin de faire évoluer la recherche sur la régénération de tissus. En privilégiant la prévision, les résultats ont pu être améliorés au niveau des éléments constitutifs de la régénération de tissus, à savoir les cellules souches et les matériaux de support (scaffolds). Cette recherche s'est également traduite par une réduction importante de la durée des essais ainsi que de l'expérimentation animale. BIODESIGN a réalisé des innovations radicales pour produire des biomatériaux de pointe afin d'améliorer la conception prévisionnelle et les critères de test pour le développement de matériaux bioinspirés. Comme le fait remarquer le professeur Jöns Hilborn, coordinateur scientifique principal, «Les outils in vitro actuels, y compris ceux qui sont utilisés pour les approbations réglementaires, ne sont pas bons pour prévoir les résultats in vivo.» Une évaluation bénéficiant du recul Examinant la base des meilleurs produits déjà développés ou en cours de test, l'équipe s'est d'abord engagée dans une analyse rétrospective des résultats déjà obtenus à partir d'études cliniques sur l'homme par modélisation animale. Utilisant une approche par ingénierie inverse réduisant les thérapies optimales à leur conception moléculaire in vitro, les chercheurs ont appliqué cette stratégie pour développer de nouveaux outils et matériaux de biorégénération par conception rationnelle. L'équipe de BIODESIGN a développé trois types de matériaux de support modulaires: des gels mous injectables, des composites compatibles avec la matrice extracellulaire et des supports de charge en céramique. Après avoir été développés, ces matériaux ont été testés pour évaluer leur dégradation et leurs effets sur le comportement des cellules et des tissus. Conformément à la principale stratégie de BIODESIGN, les méthodes d'évaluation in vitro sont corrélées avec le résultat in vivo de l'implantation de tissu. Les os de BIODESIGN La structure et la fonction de produits spécifiques déterminant maintenant les essais sur les matrices, les biomatériaux sont individualisés pour chaque assemblage cellule/support. Les outils de criblage in vitro destinés au développement des matériaux de support exigent des protocoles de suivi des tissus artificiels fiables et pratiques, pouvant être utilisés en ligne et de façon non destructive. Ces protocoles ont été développés par l'équipe du projet. Le professeur Hilborn décrit les travaux sur les os, qui ont déjà débouché sur des résultats commerciaux. «BIODESIGN a partiellement soutenu la recherche sur la céramique osseuse commercialisée par une entreprise dérivée de l'Université d'Uppsala. D'autre part, par le biais des entreprises participantes, un nouveau type de colle biocompatible capable de coller fortement les os a été mis au point. Si le développement de ce produit aboutit, sa mise sur le marché pourrait se faire dans cinq ans.» Des PME partenaires et de nouvelles entreprises dérivées ont déjà développé des technologies prêtes à être commercialisées ou utilisées sous licence. D'autres ont fait l'objet d'une démonstration préalable de faisabilité mais ne sont pas encore assez mûres pour être exploitées. Parmi ces dernières, on trouve de nouveaux concepts de médicaments à base d'ARN interférent permettant de supprimer des gènes particuliers, ainsi que des matrices de support osseux en ciment à résistance élevée. Une réduction substantielle de l'expérimentation animale Les membres du projet ont développé des méthodes d'imagerie pour les structures tissulaires artificielles in vitro et in vivo. Ces outils permettent de déterminer les paramètres de la matrice de support et de prévoir ses performances avant même l'expérimentation sur les animaux. De plus, ces paramètres sont maintenant utilisés pour corréler les performances de la matrice sans nécessiter d'expérimentation animale supplémentaire. Des modèles de tissu in vitro avancés intègrent certains tissus décellularisés pour exploiter les signaux natifs morphologiques, mécaniques et de matrice extracellulaire de la cellule. Les données produites par l'outil d'évaluation imitant l'environnement in vivo sont comparées aux résultats réels découlant des modèles animaux, ce qui réduit encore la nécessité d'une utilisation des animaux. Plaçant l'accent sur le coût et le problème éthique relatif à l'expérimentation animale, le professeur Hilborn évoque les futures retombées du projet. «En dehors de la régénération osseuse, nous pensons qu'il faut encore développer de meilleurs criblages in vitro pour prévoir les résultats in vivo. Les criblages in vitro doivent corroborer les résultats in vivo, ce qui permettra de réduire l'expérimentation animale et les délais des procédures de test, afin de diminuer le coût du développement.»
Mots‑clés
Régénération des tissus, BIODESIGN, prévision, expérimentation animale, os
