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Schweizerischer Nationalfonds / Fonds national suisse

Fonds National Suisse: Des pièces de rechange biologiques pour le corps humain

Riehen (ots)

L'un des objectifs du Programme national de
recherche 46 "Implants et transplants" est la production de pièces de
rechange biologiques. Des tissus cultivés à l'extérieur du corps
humain pourraient être utilisés pour le traitement de blessures ou de
phénomènes d'usure. Les résultats de ces recherches ont été présentés
à l'occasion d'une séance qui s'est tenue à Berne.
Les médecins voient des possibilités d'application dans le génie
tissulaire: pour le remplacement d'importantes parties d'organes,
telles que les cartilages, ainsi que pour le remplacement de cellules
nerveuses. Les progrès réalisés par les chercheurs dans ces domaines
sont importants. Les scientifiques ont particulièrement progressé
dans le domaine du développement de valvules cardiaques biologiques.
Ils sont parvenus, dans un bioréacteur, à produire des valvules
cardiaques biologiques qui sont avant tout utilisables chez des
enfants atteints de maladies cardiaques. D'autres programmes de
recherche dans le cadre du PNR 46 ont porté sur la reconstitution de
la trachée-artère ou la production de tissus dans le domaine
urinaire. Mais les progrès sont particulièrement importants dans le
domaine des nerfs artificiels.
Dans un projet soutenu par le PNR 46, Charles Dumont, de
l'Université de Zurich, a cherché à fermer l'intervalle entre deux
nerfs sectionnés. Avec son équipe, il a privé une fibre nerveuse de
tout ce qui pouvait déclencher une réaction immunitaire du corps
humain. Il ne reste alors plus qu'un tissu de soutien fait de
protéines-matrices des nerfs, qui est toutefois suffisant pour
assurer la soudure de deux sections nerveuses interrompues. Les
chercheurs ont pu le démontrer dans des expériences en laboratoire :
sur ce site, les cellules nerveuses ont pu croître le long du tissu
de soutien et ainsi fermer l'interstice. Au cours de ces recherches,
les scientifiques ont dû résoudre toute une série de problèmes
délicats relevant des réactions de rejet. Maintenant, ils ont
grandement progressé dans l'application pratique de leur méthode.
Un nouveau cartilage pour le genou
Les phénomènes d'usure sont très fréquents dans les articulations.
Des mouvements continuels ont par exemple pour effet de mettre à mal
l'articulation du genou. Il faut alors remplacer cartilage du genou.
Les groupe de travail animés par Pierre Mainil-Varlet, de
l'Université de Berne, et par Ivan Martin, de l'Université de Bâle,
ont tenté de cultiver du tissu cartilagineux à l'extérieur du corps
humain. Ce tissu pourra plus tard être à disposition pour remplacer
des cartilages usés dans les articulations. Bien que la
transplantation de tissu cartilagineux soit possible depuis plus de
quarante ans - toutefois uniquement d'un propre cartilage du patient
- les difficultés sont importantes. Il s'agissait de les surmonter
dans le cadre de ce PNR 46.
Ce qui cause problème, par exemple, c'est le choix des cellules
productrices de cartilage, les chondrocytes, convenant à la culture
de tissus. Selon le patient fournisseur de ces cellules
cartilagineuses, celles-ci conviennent différemment à une culture en
laboratoire. Seulement dix pour cent de ces lignées cellulaires ont
permis de cultiver différentes cellules servant à la formation
osseuse.
Les équipes de chercheurs ont toutefois déjà enregistré de grands
succès dans la culture du cartilage en dehors du corps humain: on est
parvenu à faire croître des tissus artificiels sur un tissu de
soutien protéique. En effet, les cellules ont besoin d'une structure
à laquelle ils peuvent adhérer pour croître. Comme le cartilage de
l'articulation est relativement épais, il n'est pas suffisant de
cultiver un tissu en une seule couche: on doit pouvoir assurer une
croissance aussi bien en hauteur qu'en largeur.
De nouvelles valvules cardiaques pour des enfants malades
Les maladies du système cardio-vasculaire comptent parmi les
causes de décès les plus fréquentes dans les nations industrielles de
l'Occident. Nombreux sont les patients chez lesquels le coeur est
tellement endommagé qu'ils ont un urgent besoin d'un nouvel organe
sur pouvoir survivre. Nous nous trouvons dans une très grave
situation de pénurie. Mais on manque non seulement d'organes tout
entiers, mais aussi de "pièces de rechange", telles que des valvules
cardiaques. Dans leur projet PNR 46, Gregor Zünd und Simon P.
Hoerstrup, de l'Hôpital universitaire de Zurich, développent une
méthode permettant de cultiver des valvules cardiaques en fermenteur.
Ce sont avant tout les enfants qui pourraient profiter des résultats
ainsi obtenus.
Chez les patients dont le fonctionnement des valvules cardiaques a
été compromis, on peut implanter, dans le coeur, des valvules
mécaniques pour remplacer une valvule défectueuse: cette opération
fait partie du standard médical depuis de nombreuses années. Mais les
médecins font aussi appel à des modèles biologiques pour traiter
leurs patients: ainsi, des valvules cardiaques de porcs peuvent aussi
assumer leur tâche avec succès dans un être humain. En effet, du
point de vue physiologique, l'homme et le porc sont très semblables
et la capacité de prestation des valvules cardiaques est assez
comparable. Cependant, pour qu'elles ne soient pas rejetées par le
système immunitaire, elles doivent être épurées de toutes les
cellules jusqu'à ce qu'il ne reste plus que le tissu de soutien
cartilagineux de la valvule et que celle-ci puisse être implantée.
La croissance simultanée des valvules cardiaques
Le remplacement de valvules cardiaques tel qu'il est, de nos
jours, à la disposition de la médecine, présente toutefois quelques
inconvénients majeurs. Les patients auxquels on a implanté une
valvule cardiaque mécanique en métal ou en matière plastique, devront
pendant toute la vie prendre des médicaments anticoagulants(qui
diluent le sang). Chez ces patients, le risque est alors d'autant
plus élevé de subir des hémorragies pouvant être mortelles.
D'ailleurs, le risque d'infections est également plus élevé. Et les
valvules cardiaques artificielles ne conviennent pas aux enfants qui
ont besoin de nouvelles valvules cardiaques. En effet, comme ces
dernières ne peuvent pas croitre avec l'enfant, on doit souvent les
remplacer. En outre, une telle opération comporte toujours des
risques élevés. Les valvules cardiaques prélevées sur le porc ne
conviennent pas non plus pour les enfants : comme ces derniers
présentent un métabolisme du calcium plus élevé que celui des
adultes, les valvules cardiaques "se calcifient" très rapidement et
dégénèrent. Elles sont en outre très fortement attaquées par le
système immunitaire de l'enfant et ne peuvent fonctionner que pour un
temps très court. D'ailleurs, pour les adultes également, la durée de
vie des valvules cardiaques biologiques est limitée et l'on doit les
remplacer après environ sept à dix ans.
On voit donc que les besoins en valvules cardiaques qui ne soient
pas rejetées par le corps, qui ne demandent pas d'anticoagulants et
ne dégénèrent pas, sont très importants. Pour l'enfant, l'idéal
serait d'avoir une valvule cardiaque artificielle qui croisse avec le
sujet. L'objectif poursuivi par Zünd und Hoerstrup est de développer
une valvule cardiaque de remplacement qui soit parfaite au moyen du
"génie tissulaire". Les recherches poursuivies par ces scientifiques
et leurs équipes ont déjà donné des résultats très encourageants. Les
chercheurs zurichois sont parvenus à faire croitre des cellules sur
un tissu de soutien de façon à ce qu'elles forment une valvule
cardiaque. Les premiers résultats sont tout à fait positifs. Les
chercheurs zurichois ont pu implanter, dans le coeur de moutons, des
valvules cardiaques qui ont survécu pendant un certain temps avec
l'animal.

Contact:

Dr. M.E. Hauck
Délégué à la valorisation PNR "Implants et transplants"
Rainallee 37
4125 Riehen
Tel.: +41/61/603'91'08
Fax: +41/61/603'91'09
E-Mail: implementation@nfp46.ch

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