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Un hydrogel à base de peptides prometteur pour la réparation des tissus et des organes
Dernière revue: 02.07.2025
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En combinant la précision biomédicale et l’ingénierie inspirée de la nature, une équipe de scientifiques dirigée par l’Université d’Ottawa a créé un matériau semblable à un gel qui présente un énorme potentiel pour réparer rapidement un large éventail d’organes et de tissus endommagés dans le corps humain.
Des recherches de pointe menées par le Dr Emilio I. Alarcon, professeur agrégé à la Faculté de médecine de l’Université d’Ottawa, pourraient avoir un impact sur la vie de millions de personnes à l’avenir grâce à des hydrogels peptidiques capables de sceller les plaies cutanées, d’administrer des agents thérapeutiques au muscle cardiaque endommagé et de réparer les cornées endommagées.
« Nous utilisons des peptides pour créer 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 Alarcon, scientifique et directeur du groupe de bioingénierie et solutions thérapeutiques (BEaTS) à l'Institut de cardiologie de l'Université d'Ottawa, dont les recherches pionnières portent 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 avec une texture semblable à un gel qui s’est avéré utile à des fins thérapeutiques.
L'approche utilisée dans l'étude, publiée dans Advanced Functional Materials et codirigée par les Drs Erik Suuronen et Mark Ruel, est unique. La plupart des hydrogels étudiés en ingénierie tissulaire sont d'origine animale et à base de protéines, mais le biomatériau créé par l'équipe conjointe est enrichi de peptides synthétiques. Cela le rend plus facilement applicable à la pratique clinique.
Le Dr Ruel, professeur au Département de médecine cellulaire et moléculaire de la Faculté de médecine de l'Université d'Ottawa et directeur de la recherche à la Division de chirurgie cardiaque de l'Institut de cardiologie de l'Université d'Ottawa, croit que les résultats de l'étude pourraient être révolutionnaires.
« Malgré des millénaires d'évolution, la réponse humaine à la cicatrisation des plaies reste imparfaite », explique le Dr Ruel. « Nous observons des cicatrices anormales suite à des incisions cutanées, des lésions oculaires ou des réparations cardiaques après une crise cardiaque. Les Drs Alarcón, Suuronen et le reste de notre équipe se penchent sur ce problème depuis près de deux décennies. L'article du Dr Alarcón, publié dans Advanced Functional Materials, représente une nouvelle approche pour rendre la cicatrisation des plaies, des organes et même des cicatrices simples après une intervention chirurgicale beaucoup plus gérables sur le plan thérapeutique et donc optimisées pour la santé humaine. »
Peptides synthétisés pour la réparation instantanée des tissus mous. Matériaux fonctionnels avancés (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564
En effet, la clé réside dans la capacité à moduler le biomatériau peptidique. Les hydrogels de l'équipe de l'Université d'Ottawa sont conçus pour être personnalisables, ce qui rend ce matériau résistant adaptable à une large gamme de tissus. Concrètement, la formule à deux composants peut être modifiée pour augmenter l'adhérence ou diminuer la quantité d'autres composants, selon la partie du corps à réparer.
« Nous avons été très surpris par la diversité des applications possibles de nos matériaux », déclare le Dr Alarcon. « Notre technologie offre une solution intégrée et personnalisable en fonction du tissu cible. »
Le Dr Alarcon note également que ces études suggèrent que les effets thérapeutiques des hydrogels biomimétiques sont très efficaces et que leur utilisation est nettement plus simple et plus rentable que d’autres approches de régénération.
Les matériaux ont été développés à faible coût et dans un format évolutif, une qualité essentielle pour de nombreuses applications biomédicales à grande échelle. L'équipe a également développé un système de criblage rapide qui a considérablement réduit les coûts de développement 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 Alarcon.
Quelles sont les prochaines étapes pour l'équipe de recherche? Elle mènera des essais à grande échelle sur des animaux en vue de tests sur l'homme. Jusqu'à présent, des essais sur le cœur et la peau ont été menés chez des rongeurs, et des études sur la cornée ont été réalisées ex vivo.