Une bactérie marine au service de la santé

Réparer une lésion d’un tissu grâce aux cellules souches du patient plutôt que recourir à des greffes de donneur. S’affranchir ainsi des risques de rejet et d’interventions chirurgicales invasives... Voilà quelques-uns des défis de la médecine régénérative que tentent de relever ensemble des équipes du Laboratoire d’ingénierie ostéo-articulaire et dentaire(1), de l’Institut des matériaux Jean-Rouxel et de l’Ifremer à travers le projet Ionibiogel(2). Leur objectif : fabriquer des gels injectables capables de stimuler la régénération de cartilage ou d’os à partir des cellules souches. Leur ingrédient clé : un polysaccharide (PS), un long sucre complexe, produit par une bactérie d’origine marine.

Créer du cartilage

« D’ordinaire, pour créer du cartilage, les cellules souches prélevées sur le patient sont mises en culture avec des facteurs de croissance spécifiques qui conditionnent la transformation de ces cellules en cellules de cartilage appelées chondrocytes », explique Sylvia Colliec-Jouault, chercheuse en biochimie à l’Ifremer de Nantes, venue présenter ce projet à la Sea Tech Week en octobre dernier à Brest. Mais, fréquemment, les chondrocytes créés se révèlent peu stables au point que certains retournent rapidement à l’état de cellules souches. Comment faire alors pour stabiliser ces chondrocytes afin d’espérer un jour les greffer à un patient ? C’est au fond des océans que l’équipe de l’Ifremer a peut-être trouvé une clé au problème.

Venu des abysses

Alors que la plupart des PS utilisés à ce jour en biotechnologies médicales sont produits par des bactéries terrestres et animales, l’équipe de Sylvia Colliec-Jouault s’est intéressée aux PS produits par des bactéries vivant près des sources hydrothermales océaniques profondes, une ressource abondante encore inexploitée et vierge de toute contamination. « Sur une dizaine de bactéries étudiées, nous avons sélectionné une souche répondant au doux nom d’Alteromonas infernus. Facile à cultiver, elle produit des quantités importantes de GY785, un PS original et biologiquement actif grâce à son groupe sulfate. » Une activité biologique vérifiée mais qu’il convenait de renforcer pour favoriser la création de cartilage en ajoutant d’autres groupes sulfate sur GY785.

Un gel injectable

« Pour ce faire, nous avons testé et comparé deux procédés chimiques utilisant, d’une part, un solvant classique(3) et, d’autre part, un liquide ionique, un nouveau type de solvant non volatile et recyclable, souligne Agata Zykwinska, chercheuse en physico-chimie à l’Ifremer. Dans les deux cas, l’ajout de GY785 enrichi en sulfate au cocktail ordinaire a permis d’améliorer la différenciation des cellules souches en chondrocytes de qualité et leur stabilisation. » Un résultat qui a valu à ce PS enrichi d’être breveté pour cette application ! La prochaine étape du projet porte sur l’incorporation de ce PS enrichi en sulfate dans un gel qui pourra être injecté dans la zone à traiter. En parallèle, l’équipe de Sylvia Colliec-Jouault travaille sur le projet européen Biocare marine(4). De démarche similaire, il a pour objectif la fabrication de pansements “intelligents” contenant des PS et des peptides marins, destinés à favoriser la réparation de la peau des grands brûlés.