Dans le monde, on estime qu'une seule cornée est disponible pour 70 personnes atteintes de cécité cornéenne. C'est pourquoi nous travaillons sur une cornée artificielle. Nous avons trouvé l'un des éléments constitutifs essentiels de ce tissu dans la fécule de pomme de terre.
Dans le cas d'une certaine anomalie génétique ou d'un dommage lors d'une chirurgie de la cataracte, la cornée, la fenêtre de l'œil humain, deviendra complètement obscurcie. La vision du patient va progressivement se détériorer et en une dizaine d'années il peut même devenir complètement aveugle. Pour eux, le monde extérieur donne l'impression que nous regardons dehors dans la voiture à travers un pare-brise embué. Seule une greffe de cornée partielle peut aider, où la couche interne de cellules est retirée de l'œil d'un donneur décédé pour remplacer celle qui est malade chez le patient. Après une telle opération, le patient retrouvera une vision nette en quelques semaines pendant de nombreuses années.
Mais c'est aussi là que le bât blesse. Malgré cette chirurgie sophistiquée, trop peu de tissus de donneurs sont disponibles pour tous les patients sur la liste d'attente. Selon des estimations récentes, il n'y a qu'un seul donneur de cornée disponible dans le monde pour 70 patients qui en ont besoin pour une maladie cornéenne en général. De toutes les greffes de cornée réalisées, les interventions sur la couche cellulaire la plus interne de la cornée représentent près de 40 %. Si nous trouvons une solution pour ces patients, il nous restera des cornées de donneur pour aider d'autres patients.
Dans le cadre de la solution, nous avons essayé de recréer la partie interne de la cornée dans le laboratoire d'ARGOS (Antwerp Research Center for Ocular Science). Cette approche est connue dans le monde scientifique sous le nom d'ingénierie tissulaire , ou culture de tissus, dans laquelle une tentative est faite pour recréer des organes vivants qui imitent la structure typique trouvée dans notre corps.
Pour cela nous avions besoin de deux composants :d'une part des cellules que l'on peut cultiver à partir d'une cornée donneuse et d'autre part une membrane porteuse pour faire croître et transplanter ces cellules. De cette façon, plusieurs tissus sont construits avec une seule cornée donneuse et donc plusieurs patients sont traités avec un seul œil donneur. En fin de compte, cela conduit à une liste d'attente plus courte pour les greffes de cornée. À première vue, cela semble être une tâche facile, mais ces cellules endothéliales peuvent être très pointilleuses quant au substrat sur lequel elles souhaitent se développer. Si ceux-ci présentent des propriétés différentes de celles de nos yeux, ils se transformeront pour ne plus être fonctionnels.
Au début de cette étude, notre objectif était d'implanter les cellules cultivées chez le patient sur un morceau d'œil recyclé provenant d'une chirurgie de la cataracte. Au cours de cette procédure, la lentille trouble est retirée et remplacée par une lentille en plastique, après quoi la lentille retirée est considérée comme un déchet. Parce que la composition de la membrane externe de cette lentille est très similaire à la membrane de la cornée, l'hypothèse s'est développée d'utiliser ces lentilles oculaires comme membranes porteuses pour la culture tissulaire. Les premiers tests se sont révélés très prometteurs, mais nous avons finalement dû abandonner cette voie en raison du petit diamètre du tissu et des risques potentiels pour la sécurité.
La deuxième alternative que nous avons trouvée à Taïwan et plus précisément dans la culture alimentaire taïwanaise où le poisson Tilapia est l'une des spécialités locales. À Taïwan, une start-up de biotechnologie travaille à utiliser les écailles de ce poisson comme pansement biologique pour soigner les blessures à l'œil. En collaboration avec cette entreprise et un centre ophtalmologique de Venise, nous avons recherché si ces écailles de poisson convenaient ou non à la transplantation de cellules cornéennes. Les avantages initiaux étaient qu'ils étaient plus grands et plus solides que notre candidat précédent, mais au final, ce matériau s'est avéré ne pas être parfait. En effet, les écailles se sont avérées trop épaisses pour notre application et ont naturellement une surface trop rugueuse pour favoriser la croissance cellulaire.
Le résultat est un matériau qui, à première vue et au toucher, ressemble à un film plastique
Les raisons sous-jacentes de l'échec des deux premiers candidats étaient qu'il est très rare de trouver la membrane parfaite dans la nature. Les limites pratiques des matériaux d'origine biologique, tels que la lentille et les écailles de poisson, sont que nous pouvons difficilement les adapter si les propriétés inhérentes à ces substances naturelles ne sont pas optimales. Par conséquent, comme troisième alternative, nous avons développé un matériau entièrement biosynthétique en collaboration avec des scientifiques des matériaux de l'Université de Gand. Un matériau entièrement synthétique offre de nombreux avantages car il est bon marché, a une offre illimitée et est complètement adaptable à nos besoins, en bref, une personnalisation moléculaire pour notre application. Le résultat de cette collaboration a mené au développement d'une membrane fabriquée à partir d'un bioplastique spécialisé. Les différents composants de ce support cellulaire sont d'une part l'acide polylactique, que vous fabriquez à partir de fécule de pomme de terre, et d'autre part la gélatine, qui est obtenue à partir d'os de bœuf. Le résultat est un matériau qui, à première vue et au toucher, ressemble à un film alimentaire, mais qui est complètement dégradable dans le corps humain sans effets secondaires.
Photo :À l'œil nu, cela ressemble à un morceau de plastique, mais au microscope, nous pouvons distinguer deux couches, à savoir une couche d'acide polylactique et une couche de gélatine.
Actuellement, les tests avec ce nouveau matériau sont prometteurs. Non seulement la matière est complètement transparente, ce qui est essentiel puisqu'on va placer celle-ci dans l'œil, mais il s'avère que nos cellules aiment pousser dessus d'elles-mêmes. À l'heure actuelle, il est même possible de fabriquer des membranes de ce matériau qui sont jusqu'à 10 fois plus fines qu'un cheveu humain, tout en étant suffisamment solides pour que le chirurgien puisse les insérer dans le patient. Cela fait de nous les premiers scientifiques à pouvoir fabriquer une membrane de cette faible épaisseur pour cette application, essentielle pour une récupération plus rapide de la vision après une intervention chirurgicale. Après avoir terminé les premières études fondamentales, nous sommes prêts pour une nouvelle phase de ce projet. Nous simulerons des greffes de cornée dans des yeux de porc et de lapin.
Bert Van den Bogerd a été nominé pour la Flemish PhD Cup. Découvrez-en plus sur ses recherches sur www.phdcup.be.
