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Frédéric Mallein-Gerin est chercheur à l'Institut de Biologie et de Chimie des ProtéinesProtéines à Lyon. Il dirige l'équipe Biologie et ingénierie du cartilagecartilage qui effectue des recherches pré-cliniques en vue d'améliorer la thérapie cellulairethérapie cellulaire du cartilage.
Pourquoi le cartilage ne se répare-t-il pas spontanément ?
Le cartilage ne se répare pas seul, contrairement à l'os. Le cartilage est un tissu non innervé et non vascularisé. Ses lésions sont souvent irréversibles avec un risque d'évolution vers l'arthrosearthrose. Il existe des lésions du genou dues à la pratique d'un sport. Si elles ne sont pas soignées, elles conduisent à de l'arthrose. Il est possible de mettre une prothèseprothèse de genou, mais sa durée de vie est limitée.
Comment peut-on aujourd'hui réparer les lésions du cartilage ?
Il existe plusieurs méthodes de réparation. Tout d'abord, on peut greffer du périoste, mais cela donne un cartilage qui n'a pas les mêmes propriétés que le cartilage articulairecartilage articulaire. D'autre part, la méthode des microfractures permet à des cellules souchescellules souches de moelle osseusemoelle osseuse de coloniser l'articulationarticulation, mais cela donne toujours un cartilage qui n'a pas les mêmes propriétés que le cartilage articulaire. On peut aussi faire une greffegreffe ostéochondrale, qui consiste à prélever des échantillons dans le cartilage sain et à placer ces « carottescarottes » au niveau de la lésion, mais toute la surface ne peut être jointe. Enfin, il existe la greffe de chondrocyteschondrocytes autologuesautologues : on prend du cartilage sain, on le digère, on le met en culture pendant trois semaines (amplification) puis on le réimplante.
Quels sont les inconvénients actuels de cette greffe ?
Le problème de la greffe de chondrocytes autologues, c'est la lourdeur de la technique. Il y a deux opérations : une arthroscopiearthroscopie et une arthrostomie, et le geste chirurgical est difficile. De plus, l'amplification des chondrocytes pendant les semaines qui séparent les deux opérations conduit à leur dédifférenciation : les cellules perdent leurs caractéristiques. En effet, la protéine marqueur du cartilage est le collagènecollagène de type II. Or, au cours de l'amplification des chondrocytes, on perd l'expression du collagène de type II et on observe la présence de collagène de type I, qui est le collagène caractéristique de la peau et des os.
Comment peut-on améliorer la greffe de chondrocytes autologues ?
La méthode est perfectible en utilisant des facteurs de croissancefacteurs de croissance et des biomatériaux. Les biomatériaux forment un treillistreillis, ressemblant à un gelgel, dans lequel on met les cellules ; les biomatériaux sont biocompatibles et biodégradablesbiodégradables. Deux approches sont ainsi envisagées : la première consiste à amplifier les chondrocytes avant la greffe en espérant avoir un fragment de cartilage à greffer, mais il risque d'y avoir une hétérogénéité avec le tissu de l'hôte. La deuxième approche est d'implanterimplanter les cellules dans le biomatériau pour qu'elles fabriquent directement le cartilage chez l'hôte. Il faut faire des tests chez l'animal pour ces deux approches.
Quel est le rôle des facteurs de croissance ?
Nous travaillons sur des facteurs de croissance, les BMP (bone morphogenetic proteins), dont la BMP-2, qui est importante pour le développement du squelette (cartilage et os). La BMP-2 a des propriétés ostéogéniques et chondrogéniques. Nous avons fait une étude avec du cartilage nasal et nous avons montré que la BMP-2 stimule l'activité chondrogénique des chondrocytes. Nous proposons d'utiliser la BMP-2 pour la réparation du cartilage chez l'Homme et d'associer aux cellules un biomatériau.
Y a-t-il d'autres pistes de recherche ?
On pourrait également utiliser les cellules souches pour réparer le cartilage. Le challenge est d'utiliser des cellules souches qui ont une potentialité et de les orienter vers le lignage chondrocytaire. Il est très compliqué d'induire des cellules-souches en chondrocytes pour qu'elles fabriquent les bonnes protéines. Il faut trouver les bons protocolesprotocoles.
