Revêtements bioactifs à base de chondroitine sulfate et de facteurs de croissance pour applications vasculaires

摘要

Malgré des avancées technologiques indéniables, l'efficacité des implants biomédicaux est encore limitée par les biomatériaux synthétiques qui les composent, notamment en raison de leur incapacité à générer une réponse biologique adéquate. En particulier, la guérison tissulaire autour des implants vasculaires reste problématique. Une étude de la littérature a montré que dans le cas des endoprothèses couvertes (tuyaux polymériques utilisés pour la réparation endovasculaire des anévrismes de l’aorte abdominale), le manque de guérison observé s’explique non seulement par l’inertie des biomatériaux utilisés mais aussi par le fait que l'implant est inséré dans un vaisseau malade favorisant la mort des cellules par apoptose et présentant une déplétion cellulaire marquée.udL'hypothèse à la base de ce projet est qu'un revêtement bioactif pourrait améliorer la guérison et la colonisation de l’implant par les cellules vasculaires et ainsi favoriser l’attachement de l’implant dans le vaisseau malade afin de prévenir les complications à long terme. Dans ce contexte, deux molécules anti-apoptotiques ont été sélectionnées pour développer le revêtement, la chondroitine sulfate (CS), un glycosaminoglycane de la matrice extracellulaire, et le facteur de croissance de l'épiderme (EGF) qui possède également un rôle important dans la guérison tissulaire. L'un des défis de ce projet est de préserver la bioactivité de ces molécules lors de leur immobilisation dans un revêtement.ududPour établir une preuve de concept, nous avons démontré qu'un revêtement CS+EGF obtenu par greffage covalent permet d'améliorer significativement la survie des cellules vasculaires humaines (cellules musculaires lisses, CMLV, et fibroblastes) sur les matériaux réalistes (PET, ePTFE). Après avoir transféré ce revêtement sur des implants commerciaux en ePTFE, des tests in vivo ont démontré une amélioration de la guérison grâce au revêtement bioactif, cependant la guérison n'a pas été totale dans la cavité anévrismale.ududPour améliorer la bioactivité du revêtement, un système de capture orienté basé sur la complémentarité de deux peptides (superhélices 'coiled-coil') a été utilisé pour immobiliser l'EGF sur CS. Cette immobilisation orientée a permis une meilleure efficacité de capture, ainsi qu'une augmentation marquée de la survie des CMLV par rapport au greffage covalent aléatoire utilisé précédemment. De plus, les travaux réalisés ont permis l'avancement de la compréhension des propriétés antiadhésives sélectives de CS par comparaison avec le dextrane carboxyméthylé.ududEnfin, nous avons démontré que la polyvalence du système de capture orienté pour facteurs de croissance permet la co-immobilisation de deux facteurs de croissance, EGF et VEGF (facteur de croissance de l'endothélium vasculaire), et ce à des ratios variables. Les densités surfaciques ont été optimisées par simple changement de concentration lors de l'incubation. Des études cellulaires avec une gamme de ratios EGF/VEGF ont révélé un effet synergique des deux facteurs de croissance sur la survie des CMLV et des cellules endothéliales.ududLes travaux menés ont permis de développer des revêtements bioactifs anti-apoptotiques qui améliorent la survie des cellules vasculaires et constituent une avancée vers la création d'endoprothèses bioactives. Il apparait également que la plateforme d'immobilisation coiledcoil présente un grand potentiel pour la construction de surfaces bioactives complexes et la compréhension du rôle de différents facteurs de croissance dans les comportements cellulaires.