REPARER L’OS : UN IMPLANT 3D VIVANT FAIT SES PREUVES CHEZ LA SOURIS

03 mars 2017

Nanofibres en 3D

Chez la souris, un nouvel implant vivant en trois dimensions permet une régénération osseuse intégrale en un mois. L’équipe de Nadia Jessel (laboratoire Inserm 1109 de Strasbourg) qui l’a conçu en confie le secret...

Une nouvelle étape vient d’être franchie dans la réalisation des implants osseux : l'équipe Inserm de Nadia Jessel vient de tester avec succès un implant vivant, à base de nanofibres associé à des cellules souches organisées en 3D. Les essais ont eu lieu in vitro et in vivo chez la souris.

Si l’histoire des implants est ponctuée de progrès permanents, "les technologies actuelles en médecine régénérative ont des limites et les besoins sont là ! En particulier lorsqu’il s’agit de combler des lésions osseuses de grande taille, pour souder des vertèbres en cas de besoin ou encore en dentisterie", explique Nadia Benkirane-Jessel, directeur de recherche Inserm, responsable de ces travaux. Actuellement, pour régénérer l’os, les chirurgiens utilisent des membranes de collagène imbibées de facteurs de croissance qui favorisent le développement cellulaire. "Mais ces membranes sont d’origine animale, avec un risque d’inflammation. Et les facteurs de croissance sont libérés passivement, sans contrôle réel de leur concentration. La nouvelle génération d’implants doit s’affranchir de matériaux d’origine animale et permettre de contrôler la diffusion des facteurs de croissance de façon intelligente", clarifie Nadia Benkirane-Jessel.

Des nanoréservoirs intelligents 

Pour cela, son équipe est partie de polymères nanofibreux qui imitent le réseau de collagène et sont approuvés par les autorités de santé pour une utilisation clinique. A ces polymères, les chercheurs ont associé des nanoréservoirs contenant les facteurs de croissance. "Ces nanoréservoirs sont en fait des petites gouttelettes déposées sur les nanofibres. Dès qu’ils rentrent en contact avec une cellule, ils libèrent une dose nanométrique de molécule", détaille la chercheuse.

Minéralisation osseuse chez la souris (en vert formation de l'os avant et après implant)

Si la lésion de l’os est de petite taille, l’implant peut être déposé ainsi : les cellules résiduelles de l’os le coloniseront sur place. Mais si la lésion est importante, des cellules vivantes doivent être associées à l’implant, d’où le terme d’implant vivant. Pour cela, plusieurs types de cellules peuvent être utilisées : cellules de l’os ou cellules souches. L’équipe de Nadia Benkirane-Jessel utilise des cellules souches mésenchymateuses prélevées dans la moelle osseuse. Jusque-là, ces cellules étaient déposées telles quelles, en deux dimensions sur les nanofibres. Mais pour accélérer la régénération les chercheurs ont eu l’idée de pré-organiser ces cellules en trois dimensions. "Pour cela, nous avons créé des sphéroïdes, c’est à dire des petites sphères contenant chacune quelques cellules organisées en 3D que l’on dépose sur une autre dimension 3D. Cette double 3D  constitue l’implant nanofibreux", explique Nadia Benkirane-Jessel.

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Source
Nanoengineered implant as a new platform for regenerative nanomedicine using 3D well-organized human cell spheroids. L. Keller et coll. Int J Nanomedicine, édition en ligne du 12 janvier 2007. doi:  10.2147/IJN.S116749

Contact chercheur : Nadia Benkirane-Jessel, Unité Inserm 1109, Immuno-Rhumatologie Moléculaire, équipe Nanomédecine régénérative ostéo-articulaire et dentaire
Tel  03 68 85 33 76  nadia.jessel[at]inserm.fr  Site web : http://www.regmed.fr/


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