Un gel biodégradable prometteur pour la régénération du cartilage
Selon une nouvelle étude de l’UBC, un gel qui combine à la fois la rigidité et la ténacité, constitue un pas en avant dans la création d’implants biodégradables pour les lésions articulaires.
Des implants biodégradables pour les lésions articulaires
Imiter le cartilage articulaire, que l’on trouve dans les articulations du genou et de la hanche, est un défi. Ce cartilage est essentiel à la fluidité des mouvements articulaires, et sa détérioration peut provoquer des douleurs, réduire la fonction et conduire à l’arthrite.
Une solution potentielle consiste à implanter des échafaudages artificiels composés de protéines qui aident le cartilage à se régénérer au fur et à mesure de la biodégradation de l’échafaudage. L’efficacité de la régénération du cartilage dépend de la capacité de l’échafaudage à imiter les propriétés biologiques du cartilage et, jusqu’à présent, les chercheurs ont eu du mal à combiner les propriétés apparemment incompatibles de la rigidité et de la ténacité.
Maintenant, de nouvelles recherches menées par des scientifiques canadiens et chinois décrivent une méthode permettant de marier ces propriétés dans un gel biodégradable. « Le cartilage est un sujet délicat », explique l’auteur principal, le Dr Hongbin Li, professeur au département de chimie de l’UBC. « La réparation du cartilage articulaire représente un défi médical important car, naturellement, il ne se répare pas tout seul.
Une nouvelle approche pour rigidifier un gel protéique
Dans cette étude, le Dr Li et son équipe ont mis au point une nouvelle approche pour rigidifier un gel protéique sans sacrifier la solidité, en enchevêtrant physiquement les chaînes d’une protéine particulière qui constituaient le réseau du gel. « Ces chaînes enchevêtrées peuvent se déplacer, ce qui permet de dissiper l’énergie, par exemple l’impact d’un saut, tout comme les amortisseurs des vélos.
En outre, nous avons combiné cette méthode avec une méthode qui existe de pliage et de dépliage des protéines, qui permet également de dissiper l’énergie », explique le premier auteur, Linglan Fu, qui a mené ses recherches en tant qu’étudiant en doctorat au département de chimie de l’UBC.
Le gel obtenu était très solide, capable de résister à un découpage au scalpel et plus rigide que d’autres hydrogels de protéines. Sa capacité à résister à la compression était l’une des plus élevées de tous les gels de ce type et se comparait favorablement au cartilage articulaire réel. De plus, ce gel était capable de retrouver rapidement sa forme initiale après une compression, comme le fait le véritable cartilage après un saut.
Des signes de réparation du cartilage articulaire 12 semaines après l’implantation
Les lapins auxquels ce gel a été implanté ont montré des signes notables de réparation du cartilage articulaire 12 semaines après l’implantation, sans qu’il ne reste d’hydrogel et sans que le système immunitaire des animaux ne rejette l’implant. Les chercheurs ont observé une croissance du tissu osseux similaire au tissu existant et un tissu régénéré, proche du cartilage existant pour le groupe implanté avec le gel – des résultats bien meilleurs que ceux obtenus avec un groupe témoin.
D’autres tests sur les animaux sont nécessaires et cette recherche est encore prématurée pour des essais sur l’homme. Les prochaines étapes pour les chercheurs comprennent des tests, l’affinement de la composition actuelle du gel et l’ajout d’indices biochimiques supplémentaires pour promouvoir davantage la régénération cellulaire.
« En optimisant à la fois les indices biochimiques et biomécaniques, nous verrons à l’avenir si ces nouveaux échafaudages peuvent conduire à des résultats encore meilleurs », explique le Dr Li.
Cette recherche a été publiée dans Nature.
Source : University of British Columbia
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