L’alliance entre l’ingénierie tissulaire et les technologies informatiques pour le traitement de l’infarctus du myocarde

Lors d’une crise cardiaque, une zone plus ou moins étendue des cellules du myocarde (muscle cardiaque) s’inactive. En raison d’un manque d’oxygène, les cellules cessent de se contracter et meurent en quelques heures. Pour lutter contre ce phénomène, des patchs cellulaires ont été créés à partir des cellules du patient. Plus précisément, il s’agit de prélever des cellules souches du patient, d’initier les différentiations en cellules cardiaques et de contrôler leur prolifération dans les trois dimensions à partir d’un support le plus souvent réalisé par impression 3D, pour remplacer les parties non viables du myocarde. Après la transplantation cardiaque, ce support entièrement construit à partir de matériel cellulaire du patient se dégrade. Néanmoins, l’activité cardiaque de ces patchs est encore limitée car les cellules peuvent avoir du mal à se contracter après transplantation dans le microenvironnement cardiaque. L’activité électrique de ces patchs doit donc être suivie après implantation. Pour remédier à ce problème, l’équipe du Prof. Lieber de l’Université d’Harvard aux Etats Unis a imaginé en 2012 des nanosenseurs intégrés au sein de ces patchs cellulaires pour enregistrer in vivo leurs activités. Cependant, l’analyse des données fournies restait alors difficile et ne permettait pas d’améliorer la bonne implantation des cellules du patch et d’encourager l’assemblage du patch avec son micro-environnement.

Pour lutter contre ce phénomène, les équipes israéliennes des Prof. Shacham-Diamand et Dvir ont créé des nouveaux nanosenseurs permettant de contrôler en temps réel les cellules du patch après implantation en enregistrant l’activité électrique et en délivrant des stimuli nécessaires à la réactivation cellulaires pour synchroniser la contraction cellulaire. De plus, ce patch inclut un cocktail de molécules actives pouvant être libéré dans le microenvironnement du patch sur demande en fonction des différentes anomalies cardiaques du patient. Ce concept permet donc un parfait contrôle thérapeutique et une régulation de la fonction cardiaque.

En savoir plus :

• http://www.nature.com/nnano/journal/v7/n3/abs/nnano.2011.223.html#affil-auth
• http://www.nature.com/nmat/journal/v15/n6/abs/nmat4590.html

Rédacteur : Angèle Cortial, Post-doctorante, Université Hébraïque de Jérusalem