À l’aide de tissus fabriqués en laboratoire, des scientifiques du campus médical Anschutz de l’Université du Colorado ont créé un patch biodégradable de pleine épaisseur qui promet de corriger les malformations cardiaques congénitales chez les nourrissons, de limiter les interventions chirurgicales invasives et de durer plus longtemps que les patchs actuels.
Les résultats ont été publiés cette semaine dans la revue Les matériaux aujourd’hui.
Le but ultime est de fabriquer du tissu cardiaque cultivé en laboratoire à partir des propres cellules d’un patient, qui puisse être utilisé pour restructurer le cœur afin de corriger les malformations cardiaques. »
Jeffrey Jacot, PhD, auteur principal de l’étude, professeur agrégé de bio-ingénierie, École de médecine de l’Université du Colorado
Environ 10 000 bébés naissent chaque année dans ce pays avec une malformation cardiaque congénitale complexe, nécessitant une intervention chirurgicale au cours de la première année de vie. Certaines de ces opérations nécessitent l’implantation d’un patch cardiaque sur toute l’épaisseur. Mais les matériaux actuellement utilisés dans le patch sont non vivants et non dégradables. Ils ne grandissent pas avec le patient et échouent souvent parce qu’ils ne s’intègrent pas au cœur.
Jacot a déclaré que ces chirurgies sont en grande partie palliatives, prolongeant la survie uniquement jusqu’à la prochaine intervention chirurgicale.
Mais le patch de son laboratoire, appelé patch myocardique fabriqué par ingénierie tissulaire, pourrait survivre aux forces mécaniques de la paroi cardiaque et s’intégrer dans le cœur lui-même. Idéalement, cela durerait aussi longtemps que le patient vivrait.
« Les patchs actuellement disponibles pour les chirurgiens cardiaques pédiatriques sont exclusivement non vivants et non dégradables, et leur efficacité thérapeutique à long terme échoue souvent en raison d’une faible observance, d’un risque accru de thrombose et d’hyperplasie intimale, et de leur incapacité à remodeler et à s’intégrer au cœur », indique l’étude.
Les solutions permanentes nécessitent des biomatériaux dégradables mais qui favorisent également la régénération cardiaque afin que les patchs soient éventuellement remplacés par un myocarde sain, la couche musculaire intermédiaire du cœur et la plus épaisse.
« Tout patch qui n’est pas remplacé par du tissu sain avant sa dégradation échouera inévitablement et entraînera des complications à long terme », a déclaré Jacot.
Le patch a été créé en laboratoire à l’aide d’une technique connue sous le nom d’électrofilage, où l’électricité est appliquée à des solutions liquides pour créer des nanofibres utilisées pour fabriquer un « échafaudage ». L’échafaudage est ensuite injecté de cellules vivantes. Cela devient finalement le patch.
« L’échafaudage s’est avéré mécaniquement suffisant pour la réparation de la paroi cardiaque », a déclaré Jacot. « Les cellules vasculaires ont pu s’infiltrer à plus de la moitié de l’échafaudage en culture statique en trois semaines. »
Le patch nécessite davantage de tests avant de pouvoir être utilisé chez l’homme.
Jacot est optimiste quant au fait qu’il jouera un rôle essentiel dans le futur traitement des malformations cardiaques congénitales et d’autres maladies cardiaques.
« Il s’agit de la première démonstration réussie d’un patch électrofilé très épais et poreux spécifiquement destiné à l’ingénierie des tissus cardiaques », a-t-il déclaré.