Des scientifiques conçoivent une technique de cicatrisation `` intelligente ''
Nouvelle recherche, publiée dans la revue Matériaux avancés, ouvre la voie à «une nouvelle génération de matériaux qui travaillent activement avec les tissus pour favoriser la cicatrisation [des plaies]».
Alors que de plus en plus d'interventions chirurgicales sont effectuées aux États-Unis, le nombre d'infections du site opératoire est également en augmentation.
Les plaies chroniques qui ne guérissent pas - comme celles qui surviennent dans le diabète - hébergent souvent un large éventail de bactéries sous la forme d'un biofilm.
Ces bactéries à biofilm sont souvent très résistantes au traitement, et la résistance aux antimicrobiens ne fait qu'augmenter la possibilité que ces plaies soient infectées.
Selon des estimations récentes, les plaies chroniques touchent environ 5,7 millions de personnes aux États-Unis.Certaines plaies chroniques peuvent entraîner des amputations, comme c'est le cas avec les ulcères diabétiques.
Au niveau mondial, les chercheurs estiment que toutes les 30 secondes, un ulcère diabétique chronique et non cicatrisant provoque une amputation.
Dans ce contexte, il existe un besoin criant de méthodes innovantes et efficaces de cicatrisation des plaies. De nouvelles recherches sont prometteuses à cet égard, car les scientifiques ont mis au point une molécule qui aide à exploiter les pouvoirs de guérison naturels du corps.
Les molécules sont appelées charges utiles activées par la force de traction (TrAP). Ce sont des facteurs de croissance qui aident des matériaux tels que le collagène à interagir plus naturellement avec les tissus du corps.
Ben Almquist, Ph.D., professeur au département d'ingénierie de l'Imperial College de Londres au Royaume-Uni, a dirigé la nouvelle recherche.
Technologie TrAP et cicatrisation des plaies
Des matériaux tels que le collagène sont souvent utilisés dans la cicatrisation des plaies. Par exemple, les éponges de collagène peuvent traiter les brûlures et les implants de collagène peuvent aider les os à se régénérer.
Mais comment le collagène interagit-il avec les tissus? Dans les implants dits d'échafaudage, les cellules se déplacent à travers la structure de collagène, tirant avec elles l'échafaudage. Cela déclenche des protéines curatives, telles que des facteurs de croissance, qui aident le tissu à se régénérer.
Dans la nouvelle étude, Almquist et l'équipe ont conçu des molécules TrAP pour recréer ce processus naturel. Les scientifiques ont «plié» les brins d'ADN en aptamères, qui sont des formes tridimensionnelles qui se lient aux protéines.
Ensuite, ils ont conçu une «poignée» pour les cellules à saisir. Ils ont attaché des cellules à une extrémité de la poignée et un échafaudage en collagène à l'autre extrémité.
Des tests en laboratoire ont révélé que les cellules entraînaient les TrAP lors de leur déplacement à travers les implants de collagène. À son tour, cela a activé les protéines de croissance qui ont déclenché le processus de guérison dans le tissu.
Les scientifiques expliquent que cette technique recrée les processus de guérison qui existent dans le monde naturel. «L'utilisation du mouvement cellulaire pour activer la guérison se trouve chez des créatures allant des éponges de mer aux humains», explique Almquist.
«Notre approche les imite et travaille activement avec les différentes variétés de cellules qui arrivent dans nos tissus endommagés au fil du temps pour favoriser la guérison», ajoute-t-il.
Une «nouvelle génération» de matériaux de guérison
La recherche a également révélé que le réglage de la poignée cellulaire modifiait le type de cellules qui peuvent se fixer et s'accrocher aux TrAP.
À son tour, cela permet aux TrAP de libérer des protéines régénératives personnalisées basées sur les cellules qui se sont attachées à la poignée.
Cette adaptabilité à différents types de cellules signifie que la technique peut être appliquée à différents types de plaies - allant des fractures osseuses aux lésions des tissus cicatriciels causées par des crises cardiaques et des lésions nerveuses aux ulcères diabétiques.
Enfin, les aptamères sont déjà approuvés en tant que médicaments à usage clinique chez l'homme, ce qui pourrait signifier que la technique TrAP pourrait devenir largement disponible le plus tôt possible.
«La technologie TrAP offre une méthode flexible pour créer des matériaux qui communiquent activement avec la plaie et fournissent des instructions clés quand et où elles sont nécessaires», explique Almquist.
«Ce type de guérison intelligente et dynamique est utile à chaque phase du processus de guérison, a le potentiel d’augmenter les chances de guérison du corps et a des utilisations de grande envergure sur de nombreux types de plaies», ajoute-t-il.
Le chercheur conclut, «[c] sa technologie a le potentiel de servir de conducteur de la réparation des plaies, orchestrant différentes cellules au fil du temps pour travailler ensemble pour guérir les tissus endommagés.»
«Notre technologie pourrait aider à lancer une nouvelle génération de matériaux qui travaillent activement avec les tissus pour favoriser la guérison.»
Ben Almquist, Ph.D.
