Le projet est axé sur le développement d'outils technologiques de haut niveau combinant des approches biologiques, biomécaniques et d'imagerie des tissus au cours du processus de vieillissement.
Ingénierie tissulaire
Leader Work package : L. Vico
Contacts locaux : F. Bleicher, F. Buret, P. Kapsa, D. Bernache
Contacts cliniques : T. Thomas, M. Fessy
Contexte et objectifs
L'ingénierie tissulaire est un domaine interdisciplinaire émergent qui cherche à développer des substituts viables pour restaurer et maintenir la fonction des tissus humains (os, cartilage, dents, peau, ligaments, ...) en appliquant les principes de la biologie et de l'ingénierie. Le défi majeur de ce projet est l'approche interdisciplinaire dans laquelle chaque discipline est individuellement au cœur des différents laboratoires impliqués dans IVTV.
Ceci nécessite de développer des modèles de culture 3 dimensions de tissus qui représenteraient de manière authentique l'environnement des cellules in vivo, tout en permettant un contrôle sur l'environnement cellulaire et un aperçu en temps réel des événements cellulaires. Le bioréacteur fournit la caractérisation précise des biomatériaux et permet la culture des spécimens biologiques dans un environnement plus proche de la physiologie. Les appareils peuvent être utilisés pour l'évaluation d'une variété de spécimens, y compris les biomatériaux, les biomatériaux colonisés par un ou plusieurs types cellulaires, des échantillons de tissu original et de reconstruction tissulaire.
Dans le projet proposé, nous tenterons d'atteindre un modèle 3D multicellulaire de culture dynamique qui comblera le vide entre la boîte de Pétri (monoculture en 2D) et le modèle animal. Dans ce contexte, notre projet servira trois objectifs principaux, présentés dans les trois paragraphes suivants.
La recherche fondamentale
L'étude de la réponse des cellules à leur environnement est un domaine passionnant de recherche interdisciplinaire. En fait, une meilleure connaissance des processus de mécanotransduction ou des effets des champs électriques sur la réponse des cellules est fondamentale pour le développement de nouveaux dispositifs d'ingénierie tissulaire. De la même manière, le design des scaffolds utilisés en génie tissulaire joue un rôle important en transmettant des signaux vers les cellules. L'objectif de cette tâche est de développer de nouveaux dispositifs permettant d'étudier la biologie cellulaire en contrôlant les caractéristiques environnementales telles que la composition et la microstructure des biomatériaux, les signaux de l'environnement (mécanique et / ou électrique) et les conditions de perfusion appropriées pour différentes cellules impliquées dans le processus de vieillissement des tissus décrits ci-dessus.
La médecine régénérative
Les chirurgiens cherchent des greffes de conception plus sophistiquée, qui peuvent pallier aux inconvénients majeurs des greffes autologues, à savoir des quantités disponibles limitées et des complications sur le site chirurgical. Le développement d'un modèle multicellulaire en coculture imitant l'environnement par l'utilisation de bioréacteurs:
- permettra la production de plusieurs greffes fonctionnelles avec des performances et prise de greffe améliorées,
- fournira le contrôle, l'optimisation, la standardisation, la mise à l'échelle de la culture,
rendant le produit final fiable, prévisible et exempt de contaminants, adapté à l'usage humain et aux applications thérapeutiques.
L'évaluation des médicaments à base de cellules
L'évaluation de médicaments est un processus long et coûteux pour les sociétés pharmaceutiques. Le modèle de l'ingénierie tissulaire les aidera à améliorer le screening, à diminuer le nombre de médicaments candidats avant des tests supplémentaires. En outre, ces modèles standardisés in vitro devraient aider à réduire les besoins en expérimentation animale.
Récemment, des groupes industriels et la Commission Européenne ont publié une déclaration établissant un partenariat européen volontaire pour promouvoir des approches alternatives à l'expérimentation animale. Une directive européenne exige déjà de l'industrie d'appliquer des méthodes disponibles de remplacement, de réduire, et d'abolir les tests sur animaux.