Par Michelle Read
Réparation immédiate et imprimable du muscle cardiaque, minuscules mécanismes capables d’acheminer des cellules souches aux organes qui en ont besoin, matrices d’argent implantées dans le globe oculaire : scènes de science-fiction ou traitements possibles?
Le laboratoire de bio-ingénierie et de solutions thérapeutiques (Bioengineering and Therapeutic Solutions, BEaTS) de l’Institut de cardiologie de l’Université d’Ottawa permet aux soins médicaux de faire un bond dans l’avenir, en mettant au point des innovations pouvant potentiellement faire économiser des milliards de dollars au système de soins de santé.
Plus encore, le chercheur principal, le Dr Emilio Alarcon, croit urgent de faire ce bond en avant pour une autre raison importante : le nombre croissant des patients.
Les maladies cardiovasculaires constituent la principale cause de décès prématuré au Canada, souligne le Dr Alarcon. Des millions de Canadiens vivent avec une maladie cardiaque, explique-t-il, et plusieurs d’entre eux finissent par développer une insuffisance cardiaque.
« Dans de tels cas, le cœur ne fonctionne tout simplement plus; 50 000 nouveaux cas apparaissent chaque année », déclare le Dr Alarcon. « Les traitements standards tels que les médicaments et les thérapies cellulaires peuvent sauver des vies, sans toutefois guérir les cœurs défaillants, puisqu’une telle guérison exige des soins spécialisés. »
Des timbres cardiaques personnalisés et sur mesure appliqués pendant que le patient est sur la table opératoire.
Il existe déjà des matériaux pour restaurer la fonction cardiaque, déclare le Dr Alarcon, mais ils ne sont pas adaptés au patient. Les matériaux doivent disposer d’une flexibilité et d’une conduction d’électricité qui soient adaptées au cœur de chaque patient.
À cette fin, l’équipe développe un timbre cardiaque pouvant être imprimé au moyen d’une imprimante spéciale, pendant que le patient se trouve sur la table opératoire, lequel timbre serait appliqué directement sur le cœur par le médecin.
« Notre timbre cardiaque constituera un nouvel outil thérapeutique visant à rétablir la fonction cardiaque. Il sauvera des milliers de vies au Canada et permettra d’épargner des millions de dollars en soins de santé », explique le Dr Alarcon.
L’équipe du Dr Alarcon développe et met en application de nouveaux matériaux aux capacités régénératrices pour la régénération tissulaire d’autres organes, y compris les muscles, ainsi que les tissus conjonctifs et mous. On s’attend à ce que ces traitements améliorent la qualité de vie de centaines de milliers d’Ontariens.
De minuscules matrices d'argent conçues pour faire croître les tissus humains.
Parmi leurs innovations, l’équipe crée notamment des plateformes régénératrices. Imaginez de minuscules matrices d’argent fabriquées grâce à la nano-ingénierie, sur lesquelles de nouveaux tissus peuvent être cultivés et tolérés par le corps d’un patient comme traitement de sa maladie. Ces matériaux électro-conducteurs rendus possibles grâce à la nano-ingénierie sont très utiles pour réparer le muscle cardiaque, par exemple.
Les technologies actuelles utilisées pour cultiver, reproduire et implanter de nouveaux tissus comportent certaines des limites, affirme le professeur adjoint du Département de biochimie, microbiologie et immunologie, d’où la nécessité de développer nouvelles méthodes de régénération tissulaire.
Les matériaux développés par l’équipe du Dr Alarcon permettront d’améliorer des propriétés mécaniques telle que la flexibilité, ainsi que de nouvelles propriétés antibactériennes et anti-inflammatoires afin de réduire le risque d’infection et de rejet par le corps.
L’équipe développe également des microcapsules pour envelopper les cellules souches qui circulent dans le corps du patient vers le point de lésion. Contrairement aux versions antérieures, ces capsules demeureront en place au moment où les cellules parviendront à destination; elles stimuleront la greffe des cellules et seront biodégradées de façon sécuritaire lorsqu’elles auront achevé leur mission.
L'avenir n'est maintenant possible que grâce à un soutien et à une collaboration solides.
Tout récemment, les travaux de recherche réalisés au laboratoire du Dr Alarcon ont bénéficié d’un financement important issu des Instituts de recherche en santé du Canada, du fonds Nouvelles frontières en recherche des trois conseils subventionnaires du Canada, du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, des Projets de recherche concertée sur la santé et de l’Institut ontarien de la médecine régénératrice, ce qui permet à l’équipe de s’investir pleinement pour atteindre ses objectifs, et ce, dans l’optique d’une utilisation clinique future.
Selon le Dr Alarcon, les relations entre les scientifiques au sein de la communauté de recherche sont également importantes pour établir des liens entre les penseurs interdisciplinaires qui sortent des sentiers battus. Son nouveau projet, BeaTs Radio, amènera des scientifiques et des chercheurs en début de carrière à réaliser des entrevues avec des scientifiques et des innovateurs du Canada et du monde entier. Lancé à l'automne et diffusé en continu à partir de son laboratoire, il s'agira de la première émission de radio en continu à partir d'un laboratoire réel.
Grâce à des penseurs pionniers comme le Dr Alarcon et son équipe, l’avenir n’est peut-être pas aussi loin que l’on pensait.
