Découpe et surfacing femtoseconde de supports pour le bioengineering cornéen – SupCo

La cécité par atteinte isolée de la cornée est la 4ème cause de cécité dans le monde. Son incidence augmente malgré la prévention des infections, à cause des pathologies dégénératives liées à l’âge. Dans la majorité des cas, elle est curable par une greffe de cornée, mais la pénurie mondiale de greffons ne permet absolument pas d’envisager son éradication. Parmi les causes de cécité cornéenne, celles provoquées par une insuffisance en cellules endothéliales (CE) représentent 1/3 des cas. Rappelons que les CE sont le moteur de la transparence cornéenne mais sont dépourvues de capacité régénérative. Ces pathologies endothéliales sont accessibles à une greffe partielle qui remplace sélectivement la couche cornéenne déficiente et présente des avantages sur la greffe totale (moindre fragilisation oculaire et récupération plus rapide). Cette greffe endothéliale apporte au patient un nouveau pool de CE fonctionnelles qui rétablissent la transparence cornéenne et la maintiennent dans le temps. Le greffon endothélial est actuellement un fin support (soit fine couche de stroma postérieur, découpée chirurgicalement dans la cornée d’un donneur, soit fine membrane de Descemet pelée à la main) portant les CE. Si ingénieuse soit-elle, cette technique reste totalement dépendante des dons (1 cornée=1 greffon).
Pour pallier à cette pénurie, le bioengineering de greffons endothéliaux est reconnue comme une solution réaliste. Schématiquement le greffon idéal est fabriqué in vitro en recouvrant un fin support avec des CEs fonctionnelles. Le cahier des charges du support est «simple»: transparence et grande qualité optique, résistance permettant les manipulations au laboratoire et au bloc opératoire lors de son introduction chez le receveur, facilitation de l’adhérence des CEs, absence de phénomène inflammatoire, immunologique ou cicatriciel pour s’intégrer à la cornée receveuse, et perméabilité aux métabolites et gaz entre cornée et humeur aqueuse. Une dizaine de matériaux synthétiques ou de biomatériaux ont déjà été proposés, ainsi que l’utilisation de lamelles de stroma cornéen découpées à l’aide d’un microkératome (MK) chez le porc, le bœuf ou l’homme, puis décellularisées (kératocytes), avec, au maximum, une phase d’expérimentation animale. L’utilisation de stroma cornéen humain répond évidemment le mieux au cahier des charges puisque le tissu est dans une application quasi physiologique. Reste le problème de la dépendance au don.
SupCo (Support Cornéen) vise à réaliser des supports uniquement à partir de cornées humaines (rebus des banques), découpées en multiples lamelles par MK ou Laser femtoseconde (Lfs) pour multiplier les ressources disponibles, décellularisées et enfin fonctionnalisées par surfaçage Lfs pour améliorer leurs caractéristiques biologiques (adhérence et fonction des CEs), chirurgicale (adhérence à la cornée receveuse) et optique (lissage central). Deux coating ultrafins de la face destinée aux CEs seront évalués: fibronectine et collagène compressé (nouvelle matrice commercialisée, déjà testée mais peu transparente en couche semi fine).
SupCo associe notre EA2521 «Biologie ingénierie et imagerie de la Greffe de Cornée» et l’entreprise MANUTECH-Ultrafast Surfacing Design, leader en LFs pour la découpe et le surfaçage de matériaux. Ensemble nous définirons le meilleur procédé pour obtenir plusieurs supports high tech à partir d’1 seule cornée. Une imagerie multimodale évaluera découpe LFs vs MK puis fonctionnalisation des 2 faces du support (microstructuration+coating). SupCo s’appuie sur 7 POC et 2 brevets.
Parmi les tests réalisés, outre l’expérimentation animale, soulignons l’utilisation totalement innovante de notre bioréacteur cornéen (Brevet BiiGC) qui permet, pour la toute 1ère fois, de tester l’adhérence d’un greffon à l’arrière d’une cornée humaine en mimant une greffe endothéliale et de monitorer en live la diminution d’épaisseur et l’augmentation de transparence.