Fabrication de substituts tissulaires vascularisés à l’aide de bioréacteurs et d'échafaudages synthétiques et biologiques

Le génie tissulaire est un concept visant à développer, , des tissus et organes, afin de répondre aux besoins de transplantation d’organes entre autres. Un nouveau tissu est formé par culture de cellules fonctionnelles issues du donneur, ou cellules souches différenciées, dans une matrice tridimensionnelle polymérique servant de support mécanique. Le génie tissulaire s'applique à des tissus ou organes très divers : peau, vaisseaux sanguins, tendons, ligaments, cartilages, os, vessie, reins, foie, pancréas, valvules cardiaques, corde dorsale, cornée, etc.

Le génie tissulaire regroupe les sciences des biomatériaux, la chimie des surfaces et des colloïdes, la biologie cellulaire, la biochimie, le génie génétique, la médecine et le génie chimique. Le but est de créer des substituts de tissus ou d’organes pour l’humain. Contrairement aux implants synthétiques "passifs", les substituts tissulaires sont construits pour être bio-interactifs après implantation. Or, il est très difficile de croître des tissus de taille appréciable tout en contrôlant leurs propriétés. Par exemple, lorsque les substituts tissulaires deviennent trop volumineux, il y a souvent effet de nécrose (i.e., mort cellulaire non-programmée) dû à un mauvais transfert de matières (nutriments, oxygène). Il y a donc un besoin important de développer une stratégie qui permettra de croître des tissus massiques de taille suffisante pour en permettre l’utilisation clinique.

L'objectif de ce programme de recherche est de concevoir et de développer un bioréacteur, des fluides transporteurs d’oxygène et des échafaudages synthétiques et biologiques qui permettent de croître des masses tissulaires vascularisées de dimensions suffisantes pour convenir à leur utilisation clinique. Cela permettrait, par exemple, la production à grande échelle de produits d'intérêt pharmacologique à partir de la matrice extracellulaire. Nous avons développé un système qui supporte l’orientation de la formation de micro-vaisseaux (i.e., angiogenèse directionnelle). L'utilisation de ces micro-vaisseaux est la seule stratégie envisageable pour "nourrir" des tissus massiques volumineux et ainsi permettre la construction de tissus et d'organes pouvant être utilisés en phase clinique et à en explorer les nombreuses applications à des fins médicales ou biotechnologiques.

Nous entrons dans une deuxième phase de notre programme de recherche qui a pour but de fabriquer un implant capable de sécréter de l’insuline pour pallier aux problèmes reliés au traitement efficace du diabète.

Cette recherche fait appel au génie chimique, le génie génétique, la chimie des surfaces et des colloïdes, la biologie et la culture cellulaire, ainsi qu’au contrôle des procédés et autres volets de l’ingénierie du Vivant.

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