- Lors de la réparation d'un tissu, libérer simultanément plusieurs signaux spécifiques de réparation tissulaire est moins efficace que de les délivrer dans un ordre précis.
- Des chercheurs ont créé des "minuteurs moléculaires" pour programmer très précisément le délai de libération des signaux régénératifs.
- Ils envisagent désormais d'appliquer cette stratégie à la réparation des os, des muscles et de la moelle épinière, avec l'objectif de rendre les traitements régénératifs plus efficaces.
Et si le secret de la guérison n'était qu'une question de timing ? C’est la conclusion tirée par des chercheurs de l’université de l'Oregon (États-Unis) après avoir réalisé deux études parues dans la revue Journal of Controlled Release et Biomacromolecules. Dans le cadre de celles-ci, ils sont partis d’un constat : après une blessure, le corps doit envoyer plusieurs signaux chimiques au bon moment et dans le bon ordre. Ces signaux (ou facteurs de croissance) attirent les cellules nécessaires, leur indiquent où aller, comment s'organiser et comment construire un nouveau réseau de vaisseaux fonctionnel.
Blessure : "des minuteurs moléculaires" pour contrôler la vitesse de libération des signaux régénératifs
Afin de contrôler cette chronologie, l’équipe a utilisé des modèles informatiques pour concevoir "des minuteurs moléculaires". Plus précisément, il s’agit d’"affibodies", des protéines synthétiques fonctionnant comme des anticorps mais sont environ dix fois plus petites. Ces dernières sont capables de retenir temporairement certains signaux régénératifs, envoyés par l’organisme après une blessure, bloquant ainsi leur activité. "En introduisant une seule mutation, nous pouvons programmer un affibody pour qu'il libère le facteur de croissance ciblé sur une durée allant de quelques minutes à plusieurs jours", a expliqué Justin Svendsen, co-auteur des recherches. Les scientifiques ont constaté qu’une mutation génétique unique pouvait faire passer le délai de libération d'un affibody de quelques minutes à sept jours.
La libération séquentielle de signaux favorise une meilleure régénération des vaisseaux sanguins
Pour aller plus loin, les scientifiques ont étendu cette approche d'un seul facteur de croissance à trois, tous impliqués dans la régénération des vaisseaux sanguins. En utilisant différentes protéines, chacune réglée pour libérer sa cible selon un calendrier spécifique, ils ont pu administrer les trois facteurs de croissance dans l'ordre de leur choix. "Grâce à une libération échelonnée, nous avons pu mieux comprendre l'ordre dans lequel ces signaux agissent au cours du processus de régénération", a indiqué Marian Hettiaratchi, qui a participé aux travaux.
D’après les données, la régénération des vaisseaux sanguins était nettement moins efficace lorsque les trois facteurs de croissance étaient libérés simultanément que lorsqu'ils l'étaient de manière séquentielle et échelonnée. "Cela s'explique par le fait que l'action des facteurs de croissance dépend fortement du contexte : une même molécule peut favoriser la formation de nouveaux vaisseaux sanguins dans une situation donnée, tout en provoquant la régression de vaisseaux existants dans une autre." Selon l’équipe, ces résultats pourraient expliquer pourquoi certaines thérapies prometteuses n'ont pas tenu toutes leurs promesses chez les patients. "Pour les futurs traitements, la maîtrise du timing pourrait s'avérer tout aussi importante que le choix des signaux biologiques eux-mêmes."
Une approche pouvant "révolutionner la prise en charge des blessures"
Dans les conclusions, les auteurs soulignent que cette approche pourrait s'appliquer bien au-delà de la réparation des vaisseaux sanguins. "La conception des affibodies reposant en grande partie sur l'informatique, il est possible de modéliser et de sélectionner de nouveaux candidats bien plus rapidement qu'avec des méthodes purement expérimentales, le laboratoire Hettiaratchi applique désormais ce processus à la consolidation osseuse, à la réparation musculaire et à la régénération de la moelle épinière. Cela pourrait révolutionner la prise en charge des blessures nécessitant plusieurs interventions thérapeutiques administrées avec précision."
