Les scientifiques ont créé un nouveau matériau « biocoopératif » basé sur le sang, qui s’est avéré efficace pour réparer les os, ouvrant la voie à des produits sanguins régénératifs personnalisés qui pourraient être utilisés comme thérapies efficaces pour traiter les blessures et les maladies.
Des chercheurs des écoles de pharmacie et de génie chimique de l’Université de Nottingham ont utilisé des molécules peptidiques capables de guider les processus clés se déroulant au cours de la guérison naturelle des tissus afin de créer des matériaux vivants qui améliorent la régénération des tissus. La recherche est publié dans Matériaux avancés.
La plupart de nos tissus corporels ont évolué pour régénérer les ruptures ou les fractures avec une efficacité remarquable, à condition que celles-ci soient de petite taille. Ce processus de guérison est très complexe. Les étapes initiales reposent sur le sang liquide formant l’hématome régénératif solide (RH), un microenvironnement riche et vivant comprenant des cellules clés, des macromolécules et des facteurs qui orchestrent la régénération.
L’équipe a développé une méthodologie d’auto-assemblage dans laquelle des peptides synthétiques sont mélangés avec du sang total prélevé sur le patient pour créer un matériau qui exploite les molécules, les cellules et les mécanismes clés du processus de guérison naturel. De cette manière, il a été possible de concevoir des matériaux régénératifs capables non seulement d’imiter l’HR naturelle, mais également d’améliorer ses propriétés structurelles et fonctionnelles.
Ces matériaux peuvent être facilement assemblés, manipulés et même imprimés en 3D tout en conservant les fonctions normales de l’HR naturelle, telles que le comportement normal des plaquettes, la génération de facteurs de croissance et le recrutement de cellules pertinentes importantes pour la guérison. Grâce à cette méthode, l’équipe a montré sa capacité à réparer avec succès les os dans des modèles animaux en utilisant le sang de l’animal.
Alvaro Mata, professeur de génie biomédical et de biomatériaux à l’École de pharmacie et au Département de génie chimique et environnemental de l’Université de Nottingham et qui a dirigé l’étude, a déclaré : « Depuis des années, les scientifiques étudient des approches synthétiques pour recréer le environnement régénératif naturel, ce qui s’est avéré difficile compte tenu de sa complexité inhérente. Ici, nous avons adopté une approche visant à essayer de travailler avec la biologie au lieu de la recréer.
« Cette approche » biocoopérative « ouvre des opportunités pour développer des matériaux régénératifs en exploitant et en améliorant les mécanismes du processus de guérison naturel. En d’autres termes, notre approche vise à utiliser les mécanismes régénératifs avec lesquels nous avons évolué comme étapes de fabrication pour concevoir des matériaux régénératifs. »
Le Dr Cosimo Ligorio de la Faculté d’ingénierie de l’Université de Nottingham est co-auteur de l’étude. Il déclare : « La possibilité de transformer facilement et en toute sécurité le sang des patients en implants hautement régénératifs est vraiment passionnante. Le sang est pratiquement gratuit et peut être facilement obtenu auprès des patients en volumes relativement élevés.
« Notre objectif est d’établir une boîte à outils qui pourrait être facilement accessible et utilisée dans un cadre clinique pour transformer rapidement et en toute sécurité le sang des patients en implants régénératifs riches, accessibles et réglables.
Plus d’informations :
Soraya Padilla-Lopategui et al, Matériaux régénératifs biocoopératifs en exploitant la coagulation sanguine et l’auto-assemblage des peptides, Matériaux avancés (2024). DOI : 10.1002/adma.202407156