Une équipe de recherche multi-institutions dirigée par l'Université de Pittsburgh a obtenu une subvention de 22 millions de dollars de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) pour développer un appareil combinant l'intelligence artificielle, la bioélectronique et la médecine régénérative pour faire repousser les tissus musculaires, en particulier après les blessures de combat.
Des chercheurs de l'Université Carnegie Mellon, de l'Université Northwestern, de l'Université Rice, de l'Université du Vermont, de l'Université du Wisconsin et du Centre médical militaire national Walter Reed participent également à cette initiative de quatre ans.
Lorsque plus de 20% d'un muscle est endommagé, comme cela est courant pour les soldats blessés lors de récents conflits à l'étranger, le tissu ne peut pas se régénérer et une cicatrice raide se forme à la place du muscle manquant, ce qui entraîne souvent une invalidité importante.
Avec ces blessures graves, il nous a été foré tout au long de notre entraînement que le remplacement musculaire fonctionnel n'est pas possible. Le type de technologie que nous développons offre de l'espoir là où il n'y en aurait pas eu autrement. «
Stephen Badylak, D.V.M., Ph.D., M.D., chercheur principal et professeur de chirurgie, Université de Pitt
Badylak est aussi le directeur adjoint du McGowan Institute for Regenerative Medicine.
Badylak envisage de créer un appareil qui changerait l'environnement à l'intérieur des plaies plus grandes pour les aider à guérir comme le font naturellement les petites plaies.
Les petites plaies auto-cicatrisantes passent généralement des conditions inflammatoires aux conditions anti-inflammatoires quelques semaines après la blessure initiale. Badylak s'imagine pousser les plaies plus grandes en mode anti-inflammatoire dès le troisième ou le quatrième jour, puis à nouveau quelques jours plus tard, répétant le cycle jusqu'à ce que le muscle se reconstruise, de la même manière que les plaies fœtales guérissent sans former de cicatrice.
Tout cela serait accompli par un dispositif intelligent implanté à l'intérieur de la plaie.
L'appareil surveillera les signaux moléculaires clés à chaque étape de la guérison – des premières heures après la blessure jusqu'aux jours et semaines qui suivent – et délivrera des molécules spécifiques à des moments spécifiques sous la direction de l'intelligence artificielle.
Les deux premières années du projet impliqueront le développement du dispositif, puis les deux prochaines années impliqueront une étroite collaboration avec les chirurgiens de Walter Reed, qui traitent les patients présentant une perte musculaire majeure, afin d'affiner la conception afin qu'elle soit adaptée à la clinique.
Pendant ce temps, les chercheurs travailleront avec des partenaires de l'industrie et la Food & Drug Administration des États-Unis pour identifier et lever les obstacles réglementaires qui pourraient ralentir la traduction clinique. Par exemple, il est possible de tester si les composants de l'appareil sont sûrs à utiliser dans le corps humain pendant que la conception globale évolue.
« Nous développons la science et l'appareil dans un cadre principalement universitaire », a déclaré Badylak. « Si cela se fait sans tenir compte des exigences réglementaires et de l'industrie, les patients ne le verront jamais car il resterait enfoui dans des établissements sans voie claire pour la traduction clinique. »
ECM Therapeutics est l'une des sociétés engagées dans ce processus, que Badylak a quitté Pitt en 2018 pour accélérer la traduction clinique de plusieurs technologies de matrice extracellulaire développées par son laboratoire. Badylak et Pitt ont tous deux une participation financière dans l'entreprise.
