Une équipe de scientifiques et de dentistes en biomatériaux de l'UCLA School of Dentistry a développé une nanoparticule qui, sur la base d'expériences initiales sur des animaux, pourrait améliorer le traitement des défauts osseux.

Un article décrivant l'avancée est publié aujourd'hui dans la revue Avancées scientifiques .

Défauts osseux, qui peut être causée par une blessure traumatique, infection, l'ostéoporose ou l'ablation de tumeurs, sont difficiles à traiter pour les chirurgiens orthopédistes. Et le besoin de greffes osseuses est de plus en plus courant grâce en partie à notre population vieillissante :les lésions osseuses sont particulièrement fréquentes chez les personnes âgées.

Aujourd'hui, le traitement standard des défauts osseux est une greffe osseuse, qui consiste à transplanter un os sain d'une autre partie du corps pour réparer la zone endommagée. Cependant, la procédure peut entraîner des complications, y compris les infections d'où provient l'os transplanté, saignements et lésions nerveuses.

Les chercheurs ont donc tourné leur attention vers les liposomes, minuscules sacs sphériques qui sont dérivés de lipides naturellement existants. Les liposomes sont utilisés depuis les années 1990 pour traiter le cancer et les maladies infectieuses, et plus récemment, ils sont à l'étude pour leur utilisation possible dans l'ingénierie du tissu osseux. Ils peuvent être utilisés pour administrer des nutriments et des médicaments pharmaceutiques dans le corps et peuvent facilement entrer dans les cellules pour administrer leur précieuse cargaison, mais ils ont quelques inconvénients :ils sont physiquement instables et il peut être difficile de contrôler comment et quand ils libèrent des médicaments.

Pour aider à améliorer leur stabilité et leur capacité à former des os dans le corps, les chercheurs de l'UCLA ont développé un nouveau type de liposome appelé stérosome. (Le nom est inspiré du fait qu'ils contiennent une forte concentration de stéroïdes.)

Pour produire les stérosomes, les scientifiques ont remplacé le cholestérol, un composant important des liposomes, avec de l'oxystérol, un type de cholestérol qui joue un rôle clé dans le développement du squelette et la cicatrisation osseuse. Dans des tests utilisant des souris présentant des défauts osseux, les chercheurs ont découvert que les stéréosomes activaient avec succès la régénération osseuse par eux-mêmes, sans avoir besoin de médicaments thérapeutiques.

"Les liposomes sont généralement fabriqués à partir de substances pharmacologiquement inactives, " a déclaré Min Lee, l'auteur correspondant de l'article et professeur de science des biomatériaux à l'école dentaire. "L'inclusion d'oxystérol dans notre formulation liposomale a non seulement augmenté la stabilité des nanoparticules, mais a également stimulé le développement des cellules en cellules formant des os."

Dans une deuxième phase de l'étude, les chercheurs voulaient voir comment ils pouvaient rendre le stérosome encore plus efficace.

Ils ont ajouté leur nanoparticule de stéréosome à un échafaudage d'ingénierie tissulaire, une structure souvent utilisée pour déplacer et faire croître des cellules souches naturelles, qui est adapté au site du défaut et est utilisé pendant les procédures de greffe osseuse. Ils ont chargé les stéréosomes d'un médicament qui renforce les os appelé purmorphamine. Prochain, ils ont immobilisé le stérosome chargé de médicament sur un échafaudage pour s'assurer que les stérosomes restent concentrés dans les zones défectueuses et libèrent les médicaments là où ils étaient le plus nécessaires aussi longtemps que possible.

Dans une étude de six semaines utilisant des souris présentant des défauts osseux dans le crâne, les chercheurs ont constaté une réduction moyenne d'environ 50 % de la taille des défauts après l'implantation de l'échafaudage chargé de médicament.

"En utilisant notre nanoparticule, que nous avons trouvé a des capacités intrinsèques de formation d'os, avec l'ajout de médicaments thérapeutiques, nous avons pu accélérer le processus de régénération osseuse, " Lee a déclaré. "Nos médicaments emballés dans des nanoparticules seront utiles dans de nombreuses situations cliniques où une greffe osseuse est nécessaire pour traiter les défauts squelettiques non cicatrisants et les pathologies osseuses associées."

Dr Paul H. Krebsbach, professeur de parodontie et doyen de l'école dentaire, mentionné, "La recherche menée par Min Lee et son équipe démontre que les efforts de recherche de l'UCLA Dentistry vont bien au-delà du traitement des maladies de la cavité buccale, et leurs découvertes ont des implications plus larges pour le traitement des défauts osseux dans tout le corps."