Cette nouvelle génération de pansements en nanofibres présentée par une équipe de Harvard et du Wyss Institute for Biological Inspired Engineering améliore la régénération des tissus et accélère considérablement la cicatrisation. Précisément, 2 types de pansements à base de nanofibres, décrits dans deux articles distincts, utilisent des protéines naturellement présentes dans les plantes et les animaux pour favoriser la cicatrisation et la régénération des tissus. C'est à découvrir dans la revue Biomaterials.
« Le système de production des nanofibres utilisées dans ces dispositifs de pansement a été développé spécifiquement pour les blessures de la guerre », explique Kit Parker, professeur de bioingénierie et de physique et auteur principal de l’étude : « En tant que soldat en Afghanistan, j'ai été témoin de blessures très sévères et, parfois, le processus de guérison de ces blessures était une horreur en soi. Ces nouveaux dispositifs sont le résultat d’un effort de recherche de plusieurs années ».
Un pansement inspiré du tissu fœtal : dans les années 1970, lorsque les scientifiques ont commencé à étudier le processus de cicatrisation au tout début du développement, ils ont découvert que les lésions subies par le fœtus avant le troisième trimestre de grossesse ne laissaient aucune cicatrice. Cette découverte a ouvert toute une gamme de possibilités pour la médecine régénérative. En effet, contrairement à la peau des adultes, la peau du fœtus a des niveaux élevés de fibronectine, une protéine qui s'assemble dans la matrice extracellulaire et favorise la liaison cellulaire et l'adhésion. La fibronectine a deux structures : globulaire, qui se trouve dans le sang, et fibreuse, qui se trouve dans les tissus. Même si la fibronectine fibreuse est la plus prometteuse pour la cicatrisation des plaies, de précédentes recherches se sont concentrées sur la structure globulaire, en partie parce que la fabrication de fibronectine fibreuse représentait un défi technique majeur. Ici, les chercheurs ont fabriqué de la fibronectine fibreuse à l'aide d'une plate-forme de fabrication de fibres. Ces fibres, de moins d'un micromètre de diamètre sont collectées pour former un pansement ou un bandage.
Le pansement s'intègre dans la plaie et agit comme un échafaudage, recrute différentes cellules souches pertinentes pour la régénération et contribue au processus de cicatrisation avant d'être éliminé naturellement.
Dans les tests in vivo, les chercheurs montrent que les plaies traitées avec le pansement à base de fibronectine présentent :
- un taux de 84% de restauration tissulaire dans les 20 jours, vs 55,6% pour les plaies traitées avec un pansement standard ;
- une épaisseur épidermique et une architecture dermique proches de la normale, et même des follicules pileux (voir visuel 2) ce qui représente l'un des plus grands défis dans le domaine de la cicatrisation.
Un pansement à base de soja : on sait que la protéine de soja contient à la fois des molécules de type œstrogène, déjà documentées pour accélérer la cicatrisation et des molécules bioactives similaires à celles qui participent à la production et à la survie des cellules humaines. En utilisant la même plateforme que pour les fibres de fibronectine, l'équipe a intégré ces nanofibres de soja dans des dispositifs de pansement. Dans les expériences, le pansement à base de soja et de cellulose permet une augmentation de 72% de la cicatrisation vs absence de pansement et une augmentation de 21% de la cicatrisation par rapport aux plaies avec autre dispositif mais sans protéines de soja.
Globalement, ces données montrent la grande promesse des nanofibres à base de fibronectine et de soja pour la cicatrisation des plaies. Ces nanofibres permettent en effet des échafaudages précieux pour une nouvelle génération de pansements régénératifs. Enfin, les 2 technologies doivent leurs promesses à des observations approfondies en médecine de la reproduction : pendant le cycle d'une femme, lorsque son taux d'œstrogènes augmente, une coupure guérit plus vite et si vous opérez un bébé in utero, la cicatrisation s’effectuera sans cicatrice.
Cette observation de la nature et de la reproduction est une source d’inspiration précieuse pour la régénération.
Source : Biomaterials June 2018 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2018.03.006 Production-scale fibronectin nanofibers promote wound closure and tissue repair in a dermal mouse model (Visuel 2 Disease Biophysics Group/Harvard University)
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