Sera-t-il bientôt possible de créer des muscles fonctionnels dans des bioréacteurs et de les réimplanter chez des sujets atteints de perte musculaire suite à une blessure ou une maladie ? Il semblerait que oui, au vu des récentes recherches menées par Benjamin Corona et ses collaborateurs du Wake Forest University Baptist Medical Center, en Caroline du Nord. Partant d’un modèle murin de perte musculaire (lésion du muscle grand dorsal ou latissimu dorsi), l’équipe a élaboré un implant compatible dans un bioréacteur avant de le greffer à l’emplacement du muscle abîmé, restaurant les fonctions de ce dernier.
Pour parvenir à un tel résultat, les biologistes ont commencé par prélever de petits échantillons murins de muscles squelettiques pour en extraire des cellules qu’ils ont multipliées en laboratoire. Une fois obtenue une densité d’un million de cellules par centimètre carré, ces cellules dérivées de muscle (CDM) ont été déposées sur une matrice biologique (vessie de cochon) décellularisée. L’ensemble a ensuite été placé dans un bioréacteur capable de reproduire les extensions et contractions cycliques du muscle et ainsi d’« éduquer » l’implant en élaboration.
L’équipe a suivi trois protocoles : dans le premier, les cellules en prolifération n’ont pas été mécaniquement préconditionnées dans un bioréacteur mais ont simplement été cultivées pour donner des myoblastes réimplantables ; dans le deuxième, les cellules ont subi une phase de prolifération et de maturation supplémentaire incluant un préconditionnement mécanique ; enfin, le troisième protocole a consisté à reproduire le deuxième tout en incluant un second dépôt de CDM dans le bioréacteur. L’équipe a ensuite greffé les différents implants ainsi élaborés dans le muscle grand dorsal lésé des rongeurs.
Les résultats, mesurés sur quatre groupes de souris (l’un non greffé, les trois autres greffés avec les implants issus des trois protocoles), sont spectaculaires et montrent clairement que le préconditionnement mécanique améliore la restauration fonctionnelle du muscle greffé. Testant la force musculaire des souris deux mois après l’implantation, l’équipe montre que les individus qui récupèrent le maximum de force sont ceux dont l’implant a été élaboré selon le troisième protocole (ajout de nouvelles CDM pendant la phase de conditionnement mécanique).
La force générée par le muscle ainsi « réparé » atteint 70 % de celle du muscle natif. Les analyses histologiques et moléculaires montrent en outre une régénération fonctionnelles des fibres musculaires dans l’implant lui-même mais aussi à l’interface de l’implant et du tissu natif. Ce qui suggère un double effet de la greffe : elle favorise la croissance du nouveau tissu musculaire implanté tout en accélérant la réparation naturelle de la lésion.
L’équipe entrevoit déjà les multiples applications possibles de ses recherches, parmi lesquelles une meilleure réparation des fentes labio-palatines (becs de lièvre) et, cette technologie ayant été initialement développée par l’Institut des forces armées de la médecine régénérative (AFIRM), le traitement de graves blessures faciales des soldats.
