Biofabrication de la prochaine génération de modèles de disques intervertébraux complets – DISC-Overy

Le disque intervertébral (DIV) est composé d’un anneau externe de fibres de collagène, d’un noyau gélatineux et des plateaux cartilagineux à l’interface avec les vertèbres, permettant la diffusion des nutriments vers le DIV avasculaire. La dégénérescence du DIV est associée à la lombalgie, qui touche plus de 80 % des adultes au cours de leur vie et entraîne une incapacité et des conséquences socio-économiques considérables.
Les patients qui ont épuisé les traitements conservateurs (médicaments contre la douleur et physiothérapie) n'ont plus d'autre choix qu'une intervention chirurgicale invasive et coûteuse. Les stratégies de régénération d'inspiration biologique ont récemment fait l'objet d'une attention accrue et des modèles animaux précliniques ont été mis en place pour évaluer leur efficacité. Cependant, les directives éthiques et les préoccupations relatives au bien-être animal ont conduit au principe des trois R (Remplacer, Reduire, Rafiiner), et des alternatives à l'expérimentation animale sont nécessaires.
Les cultures conventionnelles en monocouche de cellules ne parviennent pas à récapituler la structure 3D complexe du DIV et ne peuvent pas refléter avec précision la réponse in vivo. Des modèles précliniques en 3D sont donc nécessaires. Nous avons déjà conçu un modèle partiel d'un DIV sain qui reproduit l'organisation spatiale du noyau et de l’anneau. Les prochaines étapes comprendront la biofabrication du 3ème compartiment et l'ajout des composants biologiques et biomécaniques de la dégénérescence.
Les objectifs du projet DISC-Overy sont donc (i) d'intégrer des plateaux cartilagineux pour obtenir un disque intervertébral complet, (ii) de définir les conditions dégénératives en utilisant la charge biomécanique, les facteurs biologiques et leur combinaison, (iii) d’explorer le rôle des cellules immunitaires dans la maladie discale, et (iv) de valider la robustesse du modèle de dégénérescence et et de le transposer à un modèle disque humain.