Les bio-ingénieurs d’UConn ont réussi à faire repousser le cartilage dans le genou d’un lapin, un saut prometteur vers la guérison des articulations chez l’homme, rapportent-ils dans le numéro du 12 janvier de Science Translational Drugs.



L’arthrite est une maladie courante et douloureuse causée par des dommages à nos articulations. Normalement, des coussinets de cartilage amortissent ces taches. Mais les blessures ou l’âge peuvent l’user. Au fur et à mesure que le cartilage se détériore, l’os commence à heurter l’os et les activités quotidiennes comme la marche deviennent terriblement douloureuses.

Les meilleurs traitements disponibles tentent de remplacer le cartilage endommagé par un morceau sain prélevé ailleurs dans le corps ou chez un donneur. Mais le cartilage sain est en quantité limitée. S’il s’agit du vôtre, le repiquer pourrait endommager l’endroit d’où il provient s’il vient de quelqu’un d’autre, votre système immunitaire est susceptible de le rejeter.



Le meilleur traitement doable serait de faire repousser du cartilage sain dans l’articulation endommagée elle-même. Certains chercheurs ont essayé d’amplifier les facteurs de croissance chimiques pour inciter le corps à développer lui-même du cartilage d’autres tentatives reposent sur un échafaudage bio-ingénierie pour donner au corps un modèle pour le tissu frais. Mais aucune de ces approches ne fonctionne, même en combinaison.

« Le cartilage reconstitué ne se comporte pas comme le cartilage natif. Il se brise sous les contraintes normales de l’articulation », explique Thanh Nguyen, bio-ingénieur à UConn.

Le laboratoire de Nguyen a également travaillé sur la régénération du cartilage, et ils ont découvert que les signaux électriques sont essentiels à une croissance normale. Ils ont conçu un échafaudage tissulaire composé de nanofibres d’acide lactique poly-L (PLLA), un polymère biodégradable souvent utilisé pour recoudre les plaies chirurgicales. Le nanomatériau a une propriété intéressante appelée piézo-électricité. Lorsqu’il est pressé, il produit une petite bouffée de courant électrique. Le mouvement régulier d’une articulation, comme une personne qui marche, peut amener l’échafaudage PLLA à générer un champ électrique faible mais stable qui really encourage les cellules à le coloniser et à se transformer en cartilage. Aucun facteur de croissance extérieur ou cellule souche (qui sont potentiellement toxiques ou risquent d’avoir des effets indésirables indésirables) n’est nécessaire, et surtout, le cartilage qui se développe est mécaniquement robuste.

L’équipe a récemment testé l’échafaudage dans le genou d’un lapin blessé. Le lapin a été autorisé à sauter sur un tapis roulant pour faire de l’exercice après l’implantation de l’échafaudage, et comme prévu, le cartilage a repoussé normalement. « La piézoélectricité est un phénomène qui existe également dans le corps humain. L’os, le cartilage, le collagène, l’ADN et diverses protéines ont une réponse piézoélectrique. Notre approche de la guérison du cartilage est hautement translationnelle sur le plan clinique, et nous examinerons le mécanisme de guérison associé », déclare Dr Yang Liu, boursier postdoctoral dans le groupe de Nguyen et auteur principal des travaux publiés.

Les résultats sont excitants, mais Nguyen est prudent.

« C’est un résultat fascinant, mais nous devons le tester sur un animal in addition grand », un animal dont la taille et le poids sont furthermore proches de ceux d’un humain, déclare Nguyen. Son laboratoire voudrait observer les animaux traités pendant au moins un an, probablement deux, pour s’assurer que le cartilage est long lasting. Et il serait idéal de tester également les échafaudages PLLA sur des animaux additionally âgés. L’arthrite est normalement une maladie de la vieillesse chez l’homme. Les jeunes animaux guérissent plus facilement que les vieux – si l’échafaudage piézoélectrique aide également les animaux moreover âgés à guérir, cela pourrait vraiment être une percée en bio-ingénierie.

Ce travail est soutenu par le NIH (subventions # R21EB024787 et R21AR078744). Les autres co-auteurs de la publication STM incluent Godwin Dzidotor, Thinh T. Le, Tra Vinikoor, Kristin Morgan, Eli J. Curry, Ritopa Das, Aneesah McClinton, Ellen Eisenberg, Lorraine N. Apuzzo, Khanh TM Tran, Pooja Prasad, Tyler J. Flanagan, Ho-Person Kan, Meysam T. Chorsi, Dr Seok-Woo Lee, Dr Kevin WH Lo et Dr Cato T. Laurencin.