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ARTHROSE : Un labo-puce qui imite la maladie

Actualité publiée il y a 1 mois 3 semaines 17 heures
Nature Biomedical Engineering
Une puce sophistiquée de la taille d'une pièce de monnaie, dans laquelle le cartilage peut être cultivé puis soumis à des contraintes mécaniques de manière à générer les effets de l’arthrose

Cette équipe de l’Institut Politecnico di Milano avec des collègues de l'hôpital universitaire de Bâle et de Zurich a développé une puce sophistiquée de la taille d'une pièce de monnaie, dans laquelle le cartilage peut être cultivé puis soumis à des contraintes mécaniques de manière à générer les effets de l’arthrose. Un « lab-on-a-chip » qui va permettre de tester de nouveaux médicaments. C’est à découvrir dans la revue Nature Biomedical Engineering.

 

Un résultat "extraordinaire" obtenu au laboratoire MiMic (Microsystèmes microfluidiques et biomimétiques) de l’institut Politecnico di Milano par Marco Rasponi du campus basé à Milan et Andrea Barbero de l'hôpital universitaire de Bâle. Les chercheurs démontrent ici que l'hyperstimulation mécanique du cartilage suffit à induire une pathologie liée à l'ostéoarthrose, sans avoir à recourir à l'administration de molécules inflammatoires, comme cela était la pratique dans les études précédentes.

Remplacer l’induction chimique de la maladie par une induction mécanique comme dans la maladie

L’hypothèse de départ -qui se révèle exacte- est qu’une compression appropriée du tissu cartilagineux peut induire des symptômes typiques de l'arthrose soit une inflammation, une hypertrophie et une accélération des processus dégénératifs. Par conséquent, ce cartilage "sur une puce" est un environnement idéal et minimal permettant de tester l'efficacité et les mécanismes des traitements pharmacologiques. Ce lab-on-a-chip va donc permettre de raccourcir considérablement les délais et les coûts de l'expérimentation tout en réduisant le besoin de tests chez l’animal.

 

L'arthrose est la plus fréquente des pathologies musculosquelettiques. Elle touche 10% des hommes et 20% des femmes âgées de 60 ans et plus. Une prévalence qui ne va faire qu’augmenter en raison du vieillissement des populations. Cependant, malgré cette tendance, les patients se trouvent confrontés à une absence totale de traitement pharmacologique ou « médicaments modifiant le traitement de l’arthrose ». Seuls des médicaments permettant de soulager les symptômes sont disponibles aujourd’hui pour les patients. Enfin, la mise au point de médicaments efficaces et curatifs a été entravée par l’absence de modèles expérimentaux capables de reproduire correctement la pathologie.

 

L'approche actuelle la plus courante pour reproduire l'arthrose in vitro repose sur l'administration de fortes doses de molécules à des explants de cartilage, capables d'induire une réponse inflammatoire et une forme de catabolisme. Cependant, l'arthrose ainsi obtenue ne représente que partiellement la pathologie chez l’Homme et ses symptômes finaux. La nouvelle puce, en revanche, utilise des contraintes mécaniques, soit le facteur le plus étroitement lié au développement de l’arthrose, et offre ainsi un environnement de test plus réaliste et plus efficace pour le développement et la surveillance pharmacologique.

 

Les chercheurs ont pour objectif la modélisation d’une articulation complète sur une puce, soit un modèle microfluidique en 3D destiné à étudier les mécanismes déclenchant des pathologies articulaires articulaires liées à l'âge et les effets thérapeutiques de facteurs bioactifs produits par les chondrocytes.

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