Des chercheurs de l’Université du Michigan ont cultivé et réparé des ligaments du genou chez des rats en utilisant des cellules souches de moelle osseuse récoltées à partir des propres os des rats. Leur méthode d’ingénierie tissulaire pourrait permettre une meilleure récupération des déchirures du ligament croisé antérieur chez l’homme, responsables de plus de 400.000 interventions chirurgicales chaque année.
Ellen Arruda, professeur au "Department of Mechanical Engineering" de l’Université du Michigan, et ses collègues ont fabriqué un greffon par ingénierie tissulaire qui comprend au centre une section ligamenteuse élastique pour s’adapter au mouvement de l’articulation, et aux extrémités des portions osseuses pour une intégration et un attachement plus efficaces sur l’os du genou blessé.
Les scientifiques ont examiné les genoux de rats un ou deux mois après le remplacement de ligaments. Ils ont constaté que les nouveaux ligaments composites se sont intégrés avec l’os environnant. Des fibres de collagène supplémentaires se sont développées, améliorant ainsi la robustesse des ligaments, et des vaisseaux sanguins ont pénétré dans les nouveaux ligaments. "Les propriétés mécaniques du ligament ont augmenté et son organisation s’est améliorée. Il est devenu mécaniquement complexe dans le corps, acquérant les caractéristiques de ligaments observés chez de jeunes rats", explique Ellen Arruda.
Cette recherche pourrait avoir des applications dans le traitement des déchirures du ligament croisé antérieur du genou (LCA). "Nous avons identifié que la rigidité et la force ne sont pas les exigences les plus importantes. La propriété critique souvent négligée est l’extensibilité" explique Ellen Arruda. "Le ligament n’est pas fait pour soutenir le poids du patient. Il intervient dans les gestes d’étirement et aide à stabiliser l’articulation". Le ligament mis au point par les chercheurs met plus l’accent sur l’élasticité que sur la solidité.
On estime que les chirurgiens reconstruisent 400.000 genoux chaque année en raison de blessures sportives du LCA. Ils remplacent le ligament déchiré avec un greffon obtenu soit sur un cadavre soit à partir d’un tendon rotulien. Des vis sont utilisées pour tenir le ligament en place. Le ligament de remplacement stabilise le genou, mais il a tendance à rester ferme, sans jamais s’intégrer pleinement avec le tissu environnant. Après 12 ans de reconstruction , près de 70% des patients développent de l’arthrose. C’est particulièrement problématique pour les enfants et les adolescents traités, explique Larkin du "Department of Molecular & Integrative Physiology" et du "Department of Biomedical Engineering" de l’Université du Michigan.
Une approche de réparation par ingénierie tissulaire permet d’égaler ou d’augmenter la rigidité du ligament par rapport au ligament d’origine. Elle utilise les propres cellules du patient qui sont placées dans une armature guidant la croissance d’un nouveau ligament. Bien que les méthodes basées sur une armature fournissent immédiatement des ligaments résistants, ceux-ci ne sont pas très flexibles et ne sont pas toujours capables de bien répondre aux sollicitations mécaniques. Avec le temps, on peut observer une mort cellulaire et un affaiblissement du ligament synthétique.
La méthode mise au point par les chercheurs de l’Université du Michigan semble prometteuse car elle contourne les effets secondaires. Le ligament composite ne nécessite pas l’utilisation de vis. Les extrémités osseuses sont insérées dans de petits trous percés dans les os adjacents. Comme le ligament provient des propres cellules du patient, la configuration os-ligament-os s’intègre de manière plus homogène dans l’articulation. Le ligament continuera de croître, réagissant aux mouvements du genou en se raidissant et restaurera éventuellement la réponse mécanique du système ligamenteux du genou.
C’est donc une avancée vers le développement de nouveaux moyens de traitements des blessures ligamenteuses et notamment des déchirures du ligament croisé antérieur du genou observés fréquemment chez les personnes pratiquant le football ou le ski.
Source :
– "Tissue-engineering researchers create replacement knee ligaments from recipients’s own cells" – University of Michigan News Service – 02/11/2009 – https://www.ns.umich.edu/htdocs/releases/story.php?id=7398
– "Rupture du ligament croisé antérieur" – Dr Bertrand Rousseau – Nantes Médecine Physique et Réadaptation – 31/08/2009 – https://www.nantes-mpr.com/genou/lca_info.htm
Pour en savoir plus, contacts :
– "Morphological and functional characteristics of three-dimensional engineered bone-ligament-bone constructs following implantation" – Jinjin Ma et al. – Journal of Biomechanical Engineering – Octobre 2009 – Volume 131, Numéro 10, 101017 – doi:10.1115/1.4000151 – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19831487
Code brève
ADIT : 61422
Rédacteur :
Alexandre Touvat, [email protected]
