De vaisseaux sanguins en polymère aux propriétés régénératrices
Les chercheurs sont sur le point d’améliorer la vie des millions de personnes atteintes de coronaropathie et des enfants nés avec des anomalies cardiovasculaires congénitales, grâce au développement d’une nouvelle greffe vasculaire créée par les ingénieurs de Johns Hopkins et ayant des propriétés régénératrices
Un greffe vasculaire ayant des propriétés régénératrices
La coronaropathie est la principale cause de décès dans le monde et les personnes atteintes doivent souvent se faire opérer pour réparer le tissu cardiovasculaire endommagé. Une autre intervention courante consiste à retirer le tissu endommagé et à le remplacer par des vaisseaux sanguins provenant d’une autre partie du corps, comme la veine saphène, qui se trouve dans la jambe.
Cette méthode impose un stress important sur le corps et comporte plusieurs risques: elle nécessite que les patients aient plusieurs sites chirurgicaux et ceux qui ont besoin de cette chirurgie peuvent également avoir une accumulation de plaque dans la veine greffée, ce qui entraîne d’autres complications.
Les anomalies cardiovasculaires congénitales, ou CCD, surviennent dans 1% des naissances dans le monde, et les enfants nés avec cette affection subissent souvent une reconstruction chirurgicale répétée au cours de leur croissance. Cependant, les interventions chirurgicales répétées réduisent la quantité de tissu vasculaire utilisable pour la reconstruction et les greffes synthétiques ne se développent pas à mesure que l’enfant grandit.
Les greffes synthétiques posent d’autres problèmes, tels que la coagulation, qui bloque le flux sanguin, et les greffes issues de cellules souches nécessitent souvent une préparation allant jusqu’à huit semaines.
Pour améliorer les pratiques chirurgicales et réduire le nombre de chirurgies dont une personne atteinte de coronaropathie et de CCD peut avoir besoin, une greffe vasculaire favorisant la formation de nouveaux tissus avec de meilleures propriétés mécaniques imitant les artères naturelles est nécessaire.
Un greffon ayant plusieurs propriétés
Plusieurs chercheurs ont dirigé une équipe de scientifiques chargés de créer une greffe naturelle nécessitant moins d’une semaine à préparer, se dissolve au fur et à mesure que les tissus sains se développent et peut supporter le cycle continu de contraction et de relaxation provoqué par les battements du cœur sur les artères et les veines.
« Notre objectif était de combiner notre technologie d’électrofilage brevetée et des cellules souches pour créer un nouveau greffon vasculaire qui réduit considérablement le temps de fabrication, tout en limitant la coagulation et en améliorant la régénération tissulaire », a déclaré Morgan Elliot un des chercheurs du projet.
Leur procédé d’électrofilage génère des fils de fibres minces en appliquant une charge électrique et une traction mécanique sur le polymère de fibrine. L’équipe a choisi la fibrine pour sa greffe car c’est un polymère naturel fabriqué par le corps qui empêche la coagulation du sang, qui favorise la formation de nouveaux tissus et augmente la production d’élastine. L’élastine est une protéine essentielle dans les artères qui aide les tissus à conserver leur forme après les étirements.
Une fois réhydraté, l’extérieur du greffon est renforcé par une gaine en poly (ε-caprolactone), ou PCL, pour empêcher les sutures de déchirer le greffon. À partir de là, l’équipe suit différentes étapes préparatoires avant l’implantation de la greffe, en fonction des besoins du patient.
Pour les besoins urgents, les greffes peuvent être implantées immédiatement après la réhydratation. Pour les patients atteints d’une maladie vasculaire chronique qui savent qu’ils auront éventuellement besoin d’une intervention chirurgicale, leurs cellules souches peuvent être collectées et intégrées au greffon avant l’implantation.
Le greffon fonctionnait comme un système vasculaire sain
Lors d’une étude sur des souris, l’équipe a créé de petites greffes vasculaires de 0,6 mm de diamètre et de 3 à 5 mm de long avec et sans cellules souches et les a testées dans l’aorte abdominale. Après six mois, les deux types de greffe ne présentaient aucun signe de coagulation, de nouveaux tissus se formaient à l’intérieur de la greffe et permettaient de maintenir des propriétés mécaniques similaires à celles d’un système vasculaire sain. De plus, les greffes ont encouragé la production d’élastine.
Il est important de noter que la régénération via une greffe et des cellules souches ont amélioré le processus de régénération. Ces résultats positifs montrent que cette technologie de greffe a un potentiel clinique et commercial, expliquent les chercheurs. L’équipe prévoit d’évaluer la durée de vie de la greffe et de tester des greffes de diamètre 5 mm dans des modèles animaux plus grands.
Cette recherche a été publiée dans PNAS.
Source: Johns Hopkins University
Crédit photo : 3D Paint (Microsoft Logiciel)