Production, stérilisation et implantation de vaisseaux sanguins humains, issus de l’ingénierie tissulaire, obtenus par tissage de fils de matrice extracellulaire

Abstract

Il existe aujourd’hui un besoin critique de substituts vasculaire performants, soit de petit diamètre (<5mm) pour traiter les maladies cardiovasculaires, soit de diamètre moyen (»6mm)pour réaliser une hémodialyse.Dans ce contexte, nous proposons l’utilisation d’un matériau innovant entièrement biologique, la CAM (ou Cell-Assembled extracellular Matrix), pour créer des substituts sanguins issus de l’ingénierie tissulaire (TEVGs pour Tissue Engineered Vascular Grafts). Cette approche est basée sur la production de feuillets de matrice extracellulaire par des fibroblastes maintenus en culture pendant 8 semaines. Précédemment, ces feuillets ont été roulés puis fusionnés en bioréacteur pendant 10 semaines pour obtenir des substituts vasculaires. Ces TEVGs ont été implantés avec succès jusqu’à 3 ans chez des patients recevant un traitement par hémodialyse (Wystrychowski, 2022), mais ils exigeaient un temps de production très important.Pour accélérer la production, nous avons décidé d'utiliser une approche textile pour produire plus efficacement les TEVG. Les feuillets de CAM sont découpés en fins rubans, assimilables à des fils et assemblables à volonté. On parle alors de « textile humain ». L’assemblage par tissage permet l’obtention d’une prothèse 100% biologique aux dimensions modulables dont la perméabilité transmurale est satisfaisante.Dans la première partie de la thèse, nous nous sommes intéressés à des problématiques de fabrication. Nous avons montré que la CAM est un matériau stable dans le temps et pouvant être conservé dans des conditions compatible avec un usage clinique (1 an hydraté au frigo,prêt à l’emploi). Nous avons également établi que la CAM est un matériau stérilisable (au CO2supercritique de préférence) ce qui facilite la conformité règlementaire et simplifie la production des TEVGs. Dans la seconde partie de la thèse, nous avons miniaturisé le TEVG tissé pour le rendre compatible avec une implantation dans l’aorte abdominale du rongeur. Grace à cette première étude préclinique, nous avons confirmé l’implantabilité et la fonctionnalité du TEVG chez le rat immunodéprimé jusqu’à un an et nous avons suivi le remodelage du substitut par l’hôte dans le temps.L’ensemble de ces travaux a permis de montrer que la CAM est un matériau innovant qui n’est pas affecté par le stockage à long terme dans des conditions disponibles en hôpital (hydraté à4°C par exemple), et qu’il peut être stérilisé terminalement (au scCO2 par exemple) sans compromettre ses performances in vitro et in vivo. Nous avons également montré que le TEVG tissé est biocompatible, stable dans le temps et peut supporter une implantation dans le système artériel d’un animal. Notre TEVG tissé est donc un candidat très prometteur pour combler le manque de substituts vasculaires performants actuellement existant.Des travaux sont actuellement réalisés pour étudier l’influence des paramètres de tissage sur les propriétés mécaniques des TEVGs. Des TEVG tissés fait à partir de cellules ovines sont actuellement implantés chez des brebis afin d’évaluer sa performance dans un contexte plus proche de la clinique en termes de dimension de greffon et d’immunocompétence (contexte allogénique).