L'Approche Textile pour un Vaisseau Sanguin Entièrement Biologique Issue de l’Ingénierie Tissulaire. – HUMAN-TEXTILES

Les vaisseaux natifs du patient sont les meilleurs conduits pour les pontages de faibles diamètres (coronaires ou jambes) et dans les cas présentant un risque d’infection élevé (accès de dialyse ou site pré-infecté). Ces procédures cliniques qui sauvent des vies et des membres sont très fréquentes. En France, ˜18 000 pontages coronariens sont effectués annuellement (=160 000 en Europe) et ˜40 000 patients dépendent d'un accès vasculaire fonctionnel pour leur dialyse (=1.9 million mondialement). Lorsqu’aucun vaisseau n’est disponible, des prothèses vasculaires sont utilisées avec un succès mitigé. Ces prothèses ne sont vraiment acceptables que pour les pontages périphériques et les anses de dialyse. Un greffon vasculaire de petit diamètre, aux performances proches de celles des vaisseaux natifs, comblerait donc clairement un besoin clinique important.

Nous avons développé une méthode pour produire in vitro de robustes feuillets de matrice extracellulaire (MEC) à partir de cultures de fibroblastes de peau humaine normale et adulte. Les premiers vaisseaux sanguins issus de l’ingénierie tissulaire (VSIT) et résistant à la pression artérielle chez l’homme ont été construits en roulant ces feuillets. Néanmoins, cette méthode est très coûteuse et difficile à contrôler. En effet, la force du VSIT dépend de la fusion entre les couches de feuillets. Celle-ci est le résultat d’une longue phase de maturation (8-12 semaines) et repose sur une activité cellulaire parfois laborieuse. De plus, le roulage n’offre qu’un contrôle grossier des propriétés mécaniques du VSIT. Ce projet propose 3 étapes qui devraient accroître nos connaissances de base de cette MEC unique mais surtout permettre le développement d’une approche d’assemblage innovante basée sur la technologie des textiles. En éliminant la période de maturation, celle-ci permettra de produire trois fois plus vite des VSIT aux propriétés mécaniques reproductibles et contrôlées.

La tâche #1 vise à définir la composition, l’organisation et les propriétés mécaniques de fils produits à partir de feuillets de MEC. Dans un premier temps, l’organisation de la MEC sera décrite par une série d’analyses (spectroscopie de masse, histologie, immunomarquage, microscopie électronique à balayage et à transmission?). Puis, les feuillets seront coupés en fines bandelettes qui seront transformées en fils (torsadés, massés, séchés, etc.). Les mêmes analyses seront effectuées sur ces fils pour déterminer de quelle façon les différents procédés de transformation affectent la MEC. L’effet de ces procédés sur les propriétés mécaniques des fils (résistance ultime en traction, module de Young) sera également évalué. Cette étude permettra d’obtenir une gamme de fils de propriétés mécaniques définies pour la production de VSIT.

La tâche #2 vise à étudier les mécanismes de remodelage après implantation de fils de MEC chez le rat athymique. Le but sera de vérifier que les étapes de production n’ont pas modifié la MEC suffisamment pour induire sa dégradation via une réponse immune non spécifique. La réponse de l’hôte sera évaluée au niveau histologique mais aussi mécanique en comparant les propriétés des fils avant et après implantation.

La tâche #3 vise la production par tissage d’un VSIT ayant des propriétés compatibles avec une utilisation clinique. Basé sur les résultats des étapes #1 et #2, nous produirons un VIST aux propriétés mécaniques permettant l’implantation (pression à l’éclatement, suturabilité, élasticité, porosité, etc.) produit à partir de fils à faible potentiel inflammatoire. Le diamètre et la densité des fils longitudinaux et circonférentiels seront ajustés pour optimiser ces propriétés.

Ce projet permettra de disposer: 1) d’une connaissance détaillée de la MEC produite in vitro, 2) d’une approche innovante d’assemblage de la MEC permettant une production mieux contrôlée et 3x plus rapide des VSIT et 3) de prototypes de VSIT prêts pour des essais fonctionnels in vivo.