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Produire de l'os grâce aux cellules souches


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Produire de l'os grâce aux cellules souches

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Souvent, les détériorations osseuses nécessitent des actes chirurgicaux complexes. Et si pour les éviter, les médecins pouvaient produire de l’os grâce aux cellules souches de leur patient ? Une piste particulièrement prometteuse. C’est tout le sens d’un projet de recherche européen baptisé VascuBone.

Les détériorations osseuses peuvent survenir à tout âge. Souvent, elles nécessitent une transplantation de tissu. Mais, et si les médecins pouvaient en produire grâce aux cellules souches de leur patient ? Une piste prometteuse explorée notamment par des chercheurs autrichiens dans le cadre de VascuBone.

A l’Université de médecine d’Innsbruck en Autriche, le professeur Michael Rasse dirige la clinique de chirurgie maxillofaciale. On y reconstruit les os du visage détériorés par un accident ou un cancer. Nous rencontrons un patient qui a subi trois opérations pour des tumeurs au cours des dix dernières années. Ses mâchoires ont été reformées à partir de fractions osseuses saines prélevées sur différentes parties de son corps. Mais recourir à une telle méthode n’est pas une solution idéale : “Effectivement, l’os que vous prélevez ne peut pas se régénérer, il y a une perte des fonctions musculaires, de sensibilité, il y a des cicatrices et la durée de l’intervention est assez importante,” fait-il remarquer.

Quant aux implants ou tissus de synthèse ou provenant de donneurs, ils peuvent être rejettés par le corps du patient. Le projet de recherche européen VascuBone travaille justement sur une option plus avantageuse.

De l’intestin de porc comme matériau support
 
Cette vaste étude est notamment menée au Centre translationnel Fraunhofer de Würzburg, Allemagne. A la différence des pratiques actuelles, “le grand intérêt de notre technique, explique Oliver Pullig, chercheur en biotechnologies à l’institut, c’est qu’on utilise les propres cellules du patient : donc, il n’y a pas de réaction immunitaire à des éléments étrangers et le corps l’accepte parfaitement.”

Les scientifiques produisent en laboratoire, des implants osseux sur-mesure. Tout d’abord, un intestin de porc est traité pour enlever toutes les cellules porcines en veillant à préserver les vaisseaux sanguins. La structure de collagène qui a été lavée est ensuite remplie avec des matériaux de substitution osseuse et des cellules souches du patient. “L’intestin de porc, c’est le bon matériau-support, et ce pour plusieurs raisons, indique Christoph Rücker, spécialiste en sciences naturelles au sein de l’institut allemand : premièrement, le processus de décellularisation est très connu et deuxièmement, il présente la bonne taille parce que nous cherchons à élaborer des implants qui font quelques centimètres. Nous utilisons des granules qui sont du phosphate tricalcique β, un matériau similaire à l’os: c’est ce qu’on appelle un matériau de substitution osseuse, il a été ensemencé par des cellules souches issues de la moelle osseuse du patient,” précise-t-il.

Vers des applications thérapeutiques diverses

La préparation de l’implant est finalisé dans un incubateur où des conditions contrôlées permettent d’assurer sa croissance. Les chercheurs ont mis au point une série d’outils et de matériaux destinés à traiter différents types de détérioration osseuse. “Nous avons mené les essais précliniques et nous espérons commencer les essais cliniques d’ici la fin de l’année ; si cela fonctionne, c’est la porte ouverte à une future utilisation thérapeutique,” estime Christoph Rücker.
 
A Wattens en Autriche, l’entreprise DiaCoating qui a été créée en lien avec le projet va plus loin : elle cherche à produire le matériau support de ces implants osseux en impression 3D. “A l’avenir, assure Doris Steinmüller-Nethl, physicienne, les chirurgiens pourraient utiliser les imprimantes 3D au sein de leurs services en vue de produire des implants immédiatement après l’arrivée du patient et une fois qu’il a passé une IRM. Ainsi, chaque patient recevra un implant personnalisé.” Les chercheurs veulent combiner les céramiques et polymères avec des nanoparticules de diamant pour imprimer des substituts osseux biocompatibles, parfaitement ajustés.

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