Une nouvelle étape importante vient d’être franchie dans la réalisation d'implants osseux biocompatibles : une équipe Inserm vient de tester avec succès chez la souris un implant vivant, à base de nanofibres associées à des cellules souches organisées en 3D.
Actuellement, pour régénérer l’os, les chirurgiens utilisent des membranes de collagène imbibées de facteurs de croissance qui favorisent le développement cellulaire. "Mais ces membranes sont d’origine animale, avec un risque d’inflammation. Et les facteurs de croissance sont libérés passivement, sans contrôle réel de leur concentration.
La nouvelle génération d’implants doit s’affranchir de matériaux d’origine animale et permettre de contrôler la diffusion des facteurs de croissance de façon intelligente", clarifie Nadia Benkirane-Jessel. Pour cela, son équipe est partie de polymères nanofibreux qui imitent le réseau de collagène et sont approuvés par les autorités de santé pour une utilisation clinique. A ces polymères, les chercheurs ont associé des nanoréservoirs contenant les facteurs de croissance. "Ces nanoréservoirs sont en fait des petites gouttelettes déposées sur les nanofibres. Dès qu’ils rentrent en contact avec une cellule, ils libèrent une dose nanométrique de molécule", détaille la chercheuse.
Si la lésion de l’os est de petite taille, l’implant peut être déposé ainsi : les cellules résiduelles de l’os le coloniseront sur place. Mais si la lésion est importante, des cellules vivantes doivent être associées à l’implant, d’où le terme d’implant vivant. Pour cela, plusieurs types de cellules peuvent être utilisées : cellules de l’os ou cellules souches. L’équipe de Nadia Benkirane-Jessel utilise des cellules souches mésenchymateuses prélevées dans la moelle osseuse. Jusque-là, ces cellules étaient déposées telles quelles, en deux dimensions sur les nanofibres.
Mais pour accélérer la régénération, les chercheurs ont eu l’idée de pré-organiser ces cellules en trois dimensions. "Pour cela, nous avons créé des sphéroïdes, c’est-à-dire des petites sphères contenant chacune quelques cellules organisées en 3D que l’on dépose sur une autre dimension 3D. Cette double 3D constitue l’implant nanofibreux", explique Nadia Benkirane-Jessel, qui précise "La couche de nanofibres et ses nanoréservoirs se présente comme un pansement thérapeutique que nous apposons au niveau de la lésion osseuse. Puis, dans la foulée, au cours du même acte chirurgical, nous déposons un hydrogel contenant les sphéroïdes sur cette couche".
In vivo chez la souris, cet implant a permis à un fragment d’os du crâne de se régénérer intégralement en 31 jours. Ce succès a conduit l’équipe à déposer une demande de financement pour un essai préclinique chez le chien, meilleur modèle animal de régénération osseuse avant l’homme.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
