CICATRISATION, INGÉNIERIE TISSULAIRE: Un nouvel hydrogel multi-usages – Biomaterials

Permettre de délivrer un médicament, régénérer des tissus, stimuler la formation de nouveaux vaisseaux sanguins, accélérer la réparation de l’os et du cartilage, font partie des nombreuses applications possibles de ce nouvel hydrogel d’alginate. Un laboratoire pionnier sur ces nouveaux hydrogels biocompatibles, nous livre, dans la revue Biomaterials, cette innovation aux applications prometteuses dans l’ingénierie tissulaire et la cicatrisation.

Les hydrogels ont déjà trouvé de nombreuses applications biomédicales, au quotidien. Ainsi, les hydrogels utilisés avec les lentilles de contacts, constitués de chaînes polymères capables d’absorber l’eau, flexibles et qui laissent passer l’oxygène de passer à travers les lentilles. En cicatrisation également où ils peuvent contribuer, en maintenant un milieu humide, à la cicatrisation dirigée. Ces hydrogels peuvent être constitués jusqu’à 99% d’eau et, sur ce point, sont donc similaires dans leur composition, aux tissus humains. Ils peuvent adopter une grande variété de formes et assumer de multiples fonctions.

Ici, en travaillant sur leur forme, leurs propriétés physiques et leur composition, et en les  » garnissant  » de cellules, ces ingénieurs biomédicaux de l’Institut Wyss (Harvard) réalisent des échafaudages moléculaires en 3D qui peuvent être remplis de cellules ou de molécules pour l’injection ou l’application de médicaments ou encore pour stimuler la régénération des tissus. Le Pr David Mooney de cet Institut de Harvard fait partie des pionniers du développement des hydrogels d’alginate pour ce type d’applications

Ces hydrogels d’alginate constitués du polysaccharide naturellement présent dans les algues brunes, ont un avantage dont tirent ici part les chercheurs : la dégradation de leur structure moléculaire tridimensionnelle, peut être réglée avec précision, ce qui permet une libération contrôlée de molécules encapsulées dans le gel. La principale difficulté dans cette application est de trouver et d’utiliser pour fabriquer ces hydrogels des réactifs suffisamment  » chimio-sélectifs  » pour être vraiment biocompatible et ne pas endommager les cellules et molécules encapsulées dans l’hydrogel.

Click alginate, ce nouvel hydrogel d’alginate tout à fait biocompatible, synthétisé à partir de quelques réactifs fiables, montre qu’il est capable de piéger des cellules ou des molécules sans les endommager ou de les rendre inactives. C’est même une véritable plate-forme, utilisable sur le long terme, d’encapsulation de matériaux bioactifs qui nous est décrite ici. Cette plateforme peut être utilisée dans de multiples applications, pour fournir des cellules ou des médicaments à des cibles spécifiques : Clic alginate est facilement personnalisable et modifiable, écrivent les chercheurs.

 » Vous pouvez ajouter un colorant fluorescent, un peptide ou une protéine et vous pouvez le fabriquer en une minute « . Enfin, l’hydrogel Clic alginate est robuste et résiste à la dégradation prématurée et à l’invasion par les tissus environnants. Sur le visuel de gauche, on voit que l’hydrogel sur la droite (espace blanc) reste intact après injection dans le tissu sous-cutané (à gauche), la limite entre l’hydrogel et le tissu environnant apparaissant en orange.

L’application en ingénierie tissulaire : Au Wyss Institute, le nouvel hydrogel est déjà utilisé pour encapsuler des cellules en culture et tester la réparation tissulaire, mais aussi les mouvements cellulaires lors de la cicatrisation. Le matériau est décrit ainsi non seulement comme prometteur pour les applications d’ingénierie tissulaire, pour la délivrance de médicaments, mais aussi pour la culture cellulaire et la recherche.

Source: Biomaterials May 2015 doi:10.1016/j.biomaterials.2015.01.048 Versatile click alginate hydrogels crosslinked via tetrazine–norbornene chemistry

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