Nouvelles approches de la régénération du tissu cardiaque
L’infarctus du myocarde - communément appelé crise cardiaque - peut entraîner le remplacement irréversible du tissu cardiaque fonctionnel par du tissu fibrotique dysfonctionnel. Il peut en résulter une insuffisance cardiaque, la seule thérapie standard actuellement disponible étant la transplantation. «L’insuffisance cardiaque est la principale cause de mortalité et de morbidité dans le monde industrialisé», note Valeria Chiono, coordinatrice du projet BIORECAR(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) au sein de l’École polytechnique de Turin(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) en Italie. «Toute nouvelle connaissance de traitements efficaces aurait un impact social et économique considérable.»
Potentiel de régénération du myocarde
Une nouvelle stratégie visant à convertir les cellules peuplant les fibroblastes cardiaques en cellules battantes est récemment apparue comme une possibilité intrigante pour la régénération du myocarde. Cette approche est cependant encore trop immature et inefficace pour être appliquée en milieu clinique. BIORECAR, qui a bénéficié du soutien du Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (CER), a cherché à remédier aux limites actuelles de cette stratégie grâce à une nouvelle approche pluridisciplinaire. Le projet intègre la nanomédecine, la science des biomatériaux et l’ingénierie tissulaire, dans le but de développer une méthode sûre et efficace de reprogrammation cellulaire par le biais de molécules d’ARN. «Nous avons conçu des nanoparticules hybrides polymère-lipide pour cibler et diriger la reprogrammation des fibroblastes cardiaques humains en cardiomyocytes», explique Valeria Chiono. «Nous avons également conçu un hydrogel injectable peu invasif pour libérer les nanoparticules.» Des modèles in vitro de tissus cardiaques humains fibrotiques ont été utilisés pour tester et valider l’approche BIORECAR, conformément au principe des 3R de l’expérimentation animale (Réduction, Remplacement, Raffinement). Une approche de validation préclinique utilisant des modèles de souris a ensuite été réalisée.
Nouvelles nanoparticules et hydrogels hybrides
Plusieurs étapes importantes ont été franchies, notamment la conception et le dépôts de brevet pour de nouvelles nanoparticules hybrides pour la thérapie par l’ARN. «Notre équipe a été sélectionnée pour le programme I-Tech Innovation Acceleration(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), qui a soutenu la création de la jeune entreprise PoliRNA», explique Valeria Chiono. «PoliRNA a ensuite été sélectionnée comme demi-finaliste du concours EIT Health Catapult 2024-25(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).» Une autre réalisation a été la conception d’un hydrogel injectable capable d’assurer l’administration contrôlée de nanothérapies. De nouveaux projets ont été soumis et couvrent l’utilisation de ces hydrogels pour la régénération des muscles cardiaques et squelettiques, ainsi que pour la cicatrisation des plaies chroniques. «Une troisième réalisation importante a été la conception d’échafaudages bioartificiels pour la modélisation in vitro du tissu cardiaque fibrotique humain», ajoute Valeria Chiono. «Cela a conduit à de nouveaux projets, dont EMPATIC financé par le CER.»
Applications des thérapies ARN en médecine régénérative
Les nanoparticules hybrides fonctionnalisées du projet ont permis de surmonter de nombreux problèmes généralement associés à d’autres systèmes de libération d’ARN, tels que la stabilité limitée, la libération incontrôlée de miARN et la possibilité d’induire une réponse immunitaire. Ces travaux pourraient donc ouvrir la voie à de nouvelles applications des thérapies ARN en médecine régénérative. «La plateforme d’hydrogel injectable représente une autre avancée, car il a été démontré qu’elle combinait de multiples caractéristiques, notamment la biodégradabilité, la biocompatibilité, l’administration de nanoparticules et le support cellulaire», explique Valeria Chiono. «Les modèles in vitro de tissus cardiaques fibrotiques humains ont été validés pour tester de nouvelles thérapies avancées potentielles conformément au principe des 3R.» Les prochaines étapes comprennent une validation préclinique solide par des modèles in vitro et in vivo de fibrose cardiaque, soutenue par de nouveaux projets. Valeria Chiono s’attend également à ce que la start-up PoliRNA acquière des licences de brevet et établisse des partenariats clés avec des groupes de recherche et des entreprises, en vue de poursuivre le codéveloppement de cette technologie pionnière.
