Des chercheurs de l'Université d'Ottawa ont créé un hydrogel personnalisable et rentable qui pourrait améliorer considérablement les processus de guérison de divers tissus et organes, et prévoient des tests plus approfondis en vue d'une application clinique. Crédit : Université d'Ottawa
Des recherches révolutionnaires dirigées par le Dr Emilio I. Alarcón de l'Université d'Ottawa pourraient avoir un impact sur des millions de vies grâce au développement d'hydrogels à base de peptides. Ces matériaux innovants sont conçus pour refermer les plaies cutanées, administrer des agents thérapeutiques aux tissus cardiaques endommagés et réparer et remodeler les cornées blessées.
Combinant finesse biomédicale et ingénierie inspirée de la nature, une équipe de scientifiques dirigée par l'Université d'Ottawa a créé un matériau semblable à une gelée qui présente un grand potentiel de réparation sur place d'une gamme remarquable d'organes et de tissus endommagés dans le corps humain.
Une recherche de pointe codirigée par le professeur agrégé de la Faculté de médecine de l'Université d'Ottawa, le Dr Emilio I. Alarcón, pourrait éventuellement avoir un impact sur des millions de vies grâce à des hydrogels à base de peptides qui refermeraient les plaies cutanées, administreraient des traitements au muscle cardiaque endommagé, ainsi que remodeler et guérir. cornées blessées.
Professeur agrégé de l'Université d'Ottawa, le Dr Emilio I. Alarcón, scientifique et directeur du groupe Bioingénierie et solutions thérapeutiques (BEaTS) de l'Institut de cardiologie de l'Université d'Ottawa, dont les travaux de recherche innovants sont axés sur le développement de nouveaux matériaux dotés de capacités de régénération tissulaire. Crédit : Université d'Ottawa
« Nous utilisons des peptides pour fabriquer des solutions thérapeutiques. L'équipe s'inspire de la nature pour développer des solutions simples pour la fermeture des plaies et la réparation des tissus », explique le Dr Alarcón, scientifique et directeur du groupe BioEngineering and Therapeutic Solutions (BEaTS) de l'Institut de cardiologie de l'Université d'Ottawa, dont les travaux de recherche novateurs sont axé sur le développement de nouveaux matériaux dotés de capacités de régénération tissulaire.
Les peptides sont des molécules présentes dans les organismes vivants et les hydrogels sont un matériau à base d’eau à la texture gélatineuse qui s’est révélé utile en thérapeutique.
L'approche utilisée dans l'étude – qui vient d'être publiée dans Matériaux fonctionnels avancés et codirigé par le Dr Erik Suuronen et le Dr Marc Ruel – est unique. La plupart des hydrogels explorés en ingénierie tissulaire sont des matériaux d'origine animale et à base de protéines, mais le biomatériau créé par l'équipe collaborative est suralimenté par des peptides modifiés. Cela le rend plus traduisible cliniquement.
Impact potentiel sur les traitements médicaux
Le Dr Ruel, professeur titulaire au Département de médecine cellulaire et moléculaire de la Faculté de médecine de l'Université d'Ottawa et titulaire de la chaire de recherche dotée de la Division de chirurgie cardiaque de l'Institut de cardiologie de l'Université d'Ottawa, affirme que les conclusions de l'étude pourraient changer la donne.
«Malgré des millénaires d'évolution, la réponse humaine à la cicatrisation des plaies reste encore imparfaite», explique le Dr Ruel. « Nous constatons des cicatrices inadaptées partout, des incisions cutanées aux blessures oculaires, en passant par la réparation cardiaque après un infarctus du myocarde. Drs. Alarcón, Suuronen et le reste de notre équipe se concentrent sur ce problème depuis près de deux décennies. La publication du Dr Alarcón dans Matériaux fonctionnels avancés révèle une nouvelle façon de rendre la cicatrisation des plaies, la cicatrisation des organes et même les cicatrices de base après une intervention chirurgicale beaucoup plus modulables sur le plan thérapeutique et, par conséquent, optimisables pour la santé humaine.
Dr Marc Ruel, professeur titulaire au Département de médecine cellulaire et moléculaire de la Faculté de médecine de l'Université d'Ottawa et titulaire de la chaire de recherche dotée à la Division de chirurgie cardiaque de l'Institut de cardiologie de l'Université d'Ottawa. Crédit : Université d'Ottawa
En effet, la capacité à moduler le biomatériau peptidique est essentielle. Les hydrogels de l'équipe dirigée par l'Université d'Ottawa sont conçus pour être personnalisables, ce qui rend le matériau durable adaptable pour une utilisation dans une gamme surprenante de tissus. Essentiellement, la recette à deux composants pourrait être ajustée pour augmenter l’adhésivité ou réduire d’autres composants en fonction de la partie du corps à réparer.
« Nous avons en fait été très surpris par la gamme d'applications que nos matériaux peuvent réaliser », explique le Dr Alarcón. « Notre technologie offre une solution intégrée personnalisable en fonction du tissu ciblé. »
Le Dr Alarcón affirme que non seulement les données de l'étude suggèrent que l'action thérapeutique des hydrogels biomimétiques est très efficace, mais que leur application est beaucoup plus simple et rentable que d'autres approches régénératives.
Les matériaux sont conçus de manière peu coûteuse et évolutive – des qualités extrêmement importantes pour un certain nombre d’applications biomédicales majeures. L’équipe a également conçu un système de sélection rapide qui leur a permis de réduire considérablement les coûts de conception et les délais de test.
« Cette réduction significative des coûts et des délais rend non seulement notre matériau plus viable économiquement, mais accélère également son potentiel d'utilisation clinique », explique le Dr Alarcón.
Quelles sont les prochaines étapes pour l’équipe de recherche riche en talents ? Ils effectueront des tests sur de grands animaux en vue de tests sur des sujets humains. Jusqu'à présent, des tests cardiaques et cutanés ont été effectués sur des rongeurs, ainsi qu'un travail sur la cornée. ex vivo.
Une partie des travaux de cette étude a été financée par le « Chemin vers le brevetage et la précommercialisation » (3P) de la Faculté de médecine de l'Université d'Ottawa, une approche axée sur l'innovation visant à fournir aux chercheurs de haut niveau de notre communauté l'aide nécessaire pour réaliser leurs projets les plus prometteurs. percées vers le monde entier.
Financement : Instituts de recherche en santé du Canada, Fondation des maladies du cœur du Canada, Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, gouvernement de l'Ontario
