L'équipe Pitt reçoit le prix NIH pour optimiser la conception de greffons vasculaires d'ingénierie tissulaire

Tout comme une plante grimpante a besoin du bon treillis pour se développer, une greffe vasculaire tissulaire de petit diamètre (TEVG) a besoin du bon échafaudage pour transformer les cellules ensemencées en une artère de type natif qui peut sauver une vie.

Une équipe dirigée par David A. Vorp de l'Université de Pittsburgh a reçu un prix de 1,1 million de dollars des National Institutes of Health pour optimiser cette technologie émergente pour les maladies cardiovasculaires. Ils examineront la ou les meilleures combinaisons de «charge utile» active et d'échafaudage pour développer une alternative réalisable à la pratique vieille de plusieurs décennies consistant à utiliser des vaisseaux prélevés sur la poitrine ou la jambe d'un patient.

Les maladies coronariennes – l'une des principales causes de décès dans le monde – endommagent les artères qui transportent un apport vital de sang, d'oxygène et de nutriments vers le cœur. Les chirurgiens remplacent généralement les vaisseaux endommagés par des vaisseaux autologues sains qui sont prélevés dans une autre partie du corps du patient, mais selon Vorp, ils ne constituent pas une substitution idéale.

Les vaisseaux autologues ne sont pas idéaux car ils sont en nombre limité et / ou ne sont pas naturellement conçus pour fonctionner comme une artère. Ils ont été la référence en matière de pontage, mais ces dernières années, les entreprises ont commencé des tests cliniques sur les TEVG développés dans des laboratoires de recherche comme le nôtre. « 

David A. Vorp, Université de Pittsburgh

L'équipe de Vorp a développé un TEVG basé sur le pouvoir régénérateur bien connu des cellules souches mésenchymateuses (CSM), qui empêchent à la fois la coagulation du sang sur le TEVG implanté et recrutent des cellules immunitaires de l'hôte qui participent au processus de régénération. Les CSM sont des cellules souches adultes le plus souvent dérivées de la moelle osseuse d'un patient.

Un TEVG réussi grandira et se transformera en une artère de type natif. Il se compose d'un échafaudage qui fournit un cadre pour les cellules ensemencées, qui, lorsqu'elles sont données par des signaux environnementaux, favoriseront la régénération des tissus. Dans ce projet, Vorp et ses collaborateurs examineront une variété de « charges utiles » et d'échafaudages réussis pour déterminer quelles combinaisons fonctionnent le mieux.

Pour la charge utile, le groupe étudiera une approche cellulaire et sans cellule utilisant à la fois les MSC et – pour l'approche sans cellule – certains facteurs immunorégulateurs que les MSC sécrètent.

«Nous pensons que la voie de régulation pour une configuration sans cellule serait plus rapide si elle s'avère aussi efficace qu'une approche basée sur les cellules», a déclaré Vorp.

Ils évalueront chaque combinaison possible de charge utile et d'échafaudage biodégradable, qui sera fabriqué à partir de matériaux appartenant aux familles du polyuréthane et de la soie.

«Nos travaux antérieurs se sont concentrés sur la capacité de certaines de nos combinaisons de charge utile et d'échafaudage à se transformer en un TEVG réussi lorsqu'il est implanté comme greffe de remplacement aortique chez le rat», a déclaré Vorp, le professeur John A. Swanson de bioingénierie à la Pitt's Swanson School of Ingénieur et membre du McGowan Institute for Regenerative Medicine. « Cette subvention NIH Catalyze va maintenant nous permettre d'optimiser plus rigoureusement les greffons dans le modèle petit animal afin de réduire le nombre de combinaisons à tester dans un grand modèle animal. »

Trouver la ou les meilleures combinaisons de charge utile et d'échafaudage n'est que la première étape de ce projet. Il fait partie d'une subvention Catalyze en deux phases du National Heart Lung and Blood Institute du NIH, qui comprend une subvention R61 d'un an dans laquelle l'équipe doit atteindre les jalons nécessaires pour être éligible à la transition vers le prix R33 de deux ans.

Dans la deuxième partie du projet, le groupe utilisera le prix R33 pour aborder la fabricabilité et d'autres aspects translationnels cliniques d'un TEVG, y compris l'expérimentation sur de grands animaux de la (des) meilleure (s) configuration (s).

«Nous travaillerons avec des« partenaires accélérateurs », notamment RoosterBio, Inc. et le Clinical & Translational Sciences Institute de Pitt, ainsi qu'avec des consultants en réglementation pour commencer à aborder la fabricabilité de la traduction clinique», a déclaré Vorp.

Bien que les TEVG présentent de nombreux avantages, la technologie présente également ses défis. Les chercheurs espèrent que trouver une configuration optimale diminuera le risque de sténose, une complication courante où le vaisseau se rétrécit et limite le flux sanguin.

L'objectif de ce prix est de trouver une conception qui peut passer à la phase clinique du développement et éventuellement atteindre le marché en tant que greffe de meilleure qualité pour la chirurgie de pontage.

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