De nouveaux matériaux pour régénérer des tissus

Une équipe bordelaise s’est inspirée du vivant pour créer un biomateriau pour protéger et permettre à des cellules souches de se développer dans des tissus, afin de les réparer.

  • 09/04/2015

Des cellules souches humaines (human ASCs cells, en vert) intégrés au gel (en rouge) pour évaluer leur viabilité. © ChemBioMed Des cellules souches humaines (human ASCs cells, en vert) intégrés au gel (en rouge) pour évaluer leur viabilité. © ChemBioMed

Pouvoir réparer un tissu lésé ou un organe malade, voilà tout l’enjeu de la médecine régénératrice. Encore en cours de développement, elle consiste à utiliser des cellules souches qui vont se différencier pour remplacer les cellules lésées ou malades. Cette stratégie thérapeutique peut se faire en laboratoire ou directement in situ dans l’organisme vivant.
Dans ce dernier cas, il faut pouvoir acheminer des cellules souches jusqu’aux tissus et qu’elles puissent s’y développer. Les études actuelles s’intéressent à des « transporteurs », des hydrogels composés de matériaux polymères, naturels ou chimiquement synthétisés. Un gel est un matériau composé d'un liquide, ici l’eau, pris dans un réseau moléculaire ce qui les rend solide (exemples : la gélatine, les lentilles de contact…). Inconvénients de ces hydrogels : ils ne sont pas biocompatibles, ils peuvent être toxiques pour les tissus ou entraîner des réactions immunitaires violentes de rejet.

Les chercheurs de l’équipe ChemBioMed (Chimie des systèmes moléculaires et supramoléculaires à visée biomédicale) du laboratoire Inserm ARN : régulations naturelle et artificielle ont décidé de s’attaquer à cette problématique. Ils ont travaillé sur un gel avec un biomatériau élaboré à partir de l’auto-assemblage de petites molécules, inspirées des acides nucléiques, les constituants de l’ADN. De ce fait, ces hydrogels dits à faible poids moléculaires (low-molecular weight gelators – LMWG) ne sont pas toxiques, biocompatibles et facilement dégradables dans les tissus vivants. Les résultats de ces recherches ont été publiés dans la revue Angewandte Chemie.

Cet hydrogel a également été créé pour avoir des propriétés rhéologiques intéressantes, c’est-à-dire qu’il peut être travaillé facilement sans en altérer les propriétés. On peut insérer ce gel, incluant des cellules souches, dans une seringue, étroite donc, puis l’injecter dans un tissu où il reprendra sa forme initiale. Il va alors servir de matrice, comme un échafaudage aux cellules souches, explique Philippe Barthélémy, directeur de l’équipe. Il va ainsi les protéger et leur permettre de se développer. Des expériences prometteuses ont été menées, avec Olivier Chassande du laboratoire de Bioingénierie Tissulaire, dirigée par Joëlle Amédée, en régénérant un tissu osseux chez des souris. A terme, on pourrait imaginer que ce soit possible pour tout type de tissu.

Références :

Control of Stem-Cell Behavior by Fine Tuning the Supramolecular Assemblies of Low-Molecular-Weight Gelators
Laurent Latxague, Michael A. Ramin, Ananda Appavoo, Pierre Berto, Mathieu Maisani, Camille Ehret, Olivier Chassande, and Philippe Barthélémy
Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1 – 6

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Publications

Les hydrogels développés par l’équipe ChemBioMed de Philippe Barthélémy sont mis à l’honneur dans le cadre d’une deuxième publication sur un tout autre sujet : la décontamination de nanoparticules.