Un patch pour le cœur
Cette approche pourrait permettre de renforcer les zones endommagées du cœur après un infarctus et d'aboutir progressivement à leur régénération complète
Un nouveau type de patch cardiaque issu de l'ingénierie tissulaire pourrait non seulement sceller les zones défectueuses du cœur, comme c'est le cas jusqu'à présent, mais aussi les guérir. Une équipe interdisciplinaire dirigée par l'ETH Zurich a réussi à implanter ce patch chez des animaux.
Après une crise cardiaque, la circulation sanguine vers le cœur est interrompue et le manque d'oxygène qui en résulte peut provoquer des lésions cardiaques. Dans les cas les plus graves, la paroi du cœur peut se rompre, ce qui nécessite une intervention chirurgicale immédiate. Aujourd'hui, les patchs péricardiques bovins sont utilisés pour réparer de telles malformations cardiaques en raison de leur stabilité, de leur perméabilité et de leur facilité d'implantation.
Une équipe de recherche interdisciplinaire de l'ETH Zurich et de l'hôpital universitaire de Zurich, dirigée par le professeur Robert Katzschmann et le professeur Omer Dzemali, a mis au point un nouveau patch cardiaque tridimensionnel pour l'implantation intraventriculaire. L'équipe vient de le présenter dans la revue scientifique Advanced Materials.
Pas seulement pour sceller, mais aussi pour guérir
Les patchs péricardiques bovins actuellement utilisés, en abrégé BPP, présentent d'importants inconvénients. Non seulement ils sont biologiquement inertes, c'est-à-dire qu'ils restent des corps étrangers dans le cœur et ne peuvent pas être décomposés, mais ils peuvent également provoquer des réactions indésirables telles que la calcification, la thrombose ou l'inflammation. "Les patchs cardiaques traditionnels ne s'intègrent pas dans le tissu cardiaque et restent en permanence dans le corps. Nous voulions résoudre ce problème avec notre patch, qui s'intègre dans le tissu cardiaque existant", explique Lewis Jones, auteur principal de l'étude.
Le "RCPatch" (Reinforced Cardiac Patch) pourrait devenir une alternative à long terme aux patchs conventionnels fabriqués à partir de péricarde bovin : "Notre objectif était de mettre au point un patch qui ne se contente pas de fermer une anomalie, mais qui contribue également à la réparer complètement", explique M. Katzschmann.
Un patch, trois composants
Le nouveau RCPatch présente des avantages significatifs par rapport au péricarde bovin car il se compose de trois éléments : une fine maille qui scelle la lésion, un échafaudage imprimé en 3D qui assure la stabilité et un hydrogel peuplé de cellules musculaires cardiaques. L'échafaudage a une structure en treillis composée d'un polymère dégradable, que les chercheurs produisent dans une imprimante 3D. "L'échafaudage est suffisamment stable et peut être rempli d'un hydrogel contenant des cellules vivantes", explique M. Jones.
Les chercheurs de l'ETH ont combiné la structure en treillis avec une fine maille afin de pouvoir la fixer facilement au cœur. Katzschmann et son équipe ont enrichi cette maille avec le même hydrogel. Cela permet au RCPatch de s'intégrer dans le tissu environnant et de croître avec les cellules du muscle cardiaque. "Le grand avantage est que l'échafaudage se dégrade complètement une fois que les cellules se sont combinées au tissu. Cela signifie qu'aucun corps étranger ne subsiste", explique M. Jones. La combinaison de ces trois composants permet d'obtenir un patch cardiaque dense, facile à utiliser et composé en partie de cellules vivantes.
Premiers essais sur le cœur
Une première expérience sur l'animal a démontré la capacité du patch à être implanté avec succès et à résister à la pression élevée dans le cœur. Les chercheurs ont réussi à prévenir les hémorragies et à restaurer la fonction cardiaque. Lors d'essais précliniques sur des modèles porcins, le RCPatch a été utilisé pour fermer un défaut artificiel dans le ventricule gauche. "Nous avons pu montrer que le patch conservait son intégrité structurelle même sous une pression sanguine réelle", explique M. Katzschmann.
Le groupe de recherche a ainsi créé une base prometteuse pour le développement d'un patch cardiaque renforcé mécaniquement et issu de l'ingénierie tissulaire, susceptible d'être implanté chez l'homme. À long terme, le RCPatch est destiné non seulement à réparer mais aussi à régénérer les lésions du myocarde et, en fin de compte, à guérir le cœur. Dans une prochaine étape, les chercheurs souhaitent poursuivre le développement du matériau et étudier sa stabilité dans le cadre d'études à long terme sur des animaux.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Lewis S. Jones, Hector Rodriguez Cetina Biefer, Manuel Mekkattu, Quinten Thijssen, Alessio Amicone, Anna Bock, Miriam Weisskopf, Dennis Zorndt, Debora Meier, Li Zheng, Melanie Generali, Robert K. Katzschmann, Omer Dzemali; "Volumetric 3D Printing and Melt‐Electrowriting to Fabricate Implantable Reinforced Cardiac Tissue Patches"; Advanced Materials, 2025-8-5
Autres actualités du département science
