Tissu cornéen bio-ingénierie : Bioengineered corneal tissue

...........14.8.2022....L'implant cornéen en peau de porc restaure la vue chez les aveugles et les malvoyants

ils avaient totalement perdu la vue à cause d'une maladie évolutive de la cornée.

En Suède, une équipe de chercheurs de l'université de Linköping a mené des travaux sur une vingtaine de patients volontaires atteints de la même maladie, un kératocône avancé qui leur a fait perdre partiellement ou totalement la vue.

L'étude, publiée le 11 août dans Nature Biotechnology , présente des résultats impressionnants.

Parmi les 20 patients volontaires, 14 étaient devenus totalement aveugles à cause de la maladie. Après l'implantation de cornées artificielles, tous les volontaires ont recouvré partiellement la vue et trois des quatorze non-voyants ont obtenu une vision complète. Deux ans après l'implantation des cornées artificielles, aucune complication n'a été notée chez les patients.

La déficience visuelle due à une maladie du stroma cornéen affecte des millions de personnes dans le monde. Nous décrivons un tissu cornéen d'ingénierie sans cellules, une construction porcine issue de la bio-ingénierie, à double réticulation (BPCDX) et une méthode chirurgicale peu invasive pour son implantation. 

Dans une étude de faisabilité pilote en Inde et en Iran (clinicaltrials.gov n° NCT04653922), nous avons implanté BPCDX chez 20 sujets atteints de kératocône avancé pour remodeler le stroma cornéen natif sans enlever les tissus existants ni utiliser de sutures. 

Au cours des 24 mois de suivi, aucun événement indésirable n'a été observé. Nous documentons des améliorations de l'épaisseur cornéenne (augmentation moyenne de 209 ± 18 µm en Inde, 285 ± 99 µm en Iran), de la kératométrie maximale (diminution moyenne de 13,9 ± 7,9 D en Inde et de 11,2 ± 8,9 D en Iran) et de l'acuité visuelle (à une acuité moyenne corrigée des verres de contact de 20/26 en Inde et une acuité corrigée des lunettes de 20/58 en Iran). 

Quatorze des 14 sujets initialement aveugles avaient une vision finale moyenne la mieux corrigée (lunettes ou lentilles de contact) de 20/36 et ont restauré leur tolérance au port de lentilles de contact. 

Ce travail démontre la restauration de la vision en utilisant une approche qui est potentiellement aussi efficace, plus sûre,

Trois aveugles recouvrent la vue grâce à une cornée artificielle - et 1 des chercheurs est iranien...sans dogmatisme pour le cochon https://t.co/EvdZ7udv7S

— Gilbert MAHE (@Loupo85) August 22, 2022

Une méthode « moins invasive » que la greffe de cornée humaine

Les chercheurs suédois et iraniens qui ont collaboré sur ce projet ont conçu ces cornées artificielles à partir de cellules de peau de cochon, notamment car cette matière se trouve très facilement.

 « Nous avons fait des efforts considérables pour nous assurer que notre invention serait largement disponible et abordable pour tous et pas seulement pour les riches, confirme l'un des auteurs de l'étude dans un communiqué. C'est pourquoi cette technologie pourrait être utilisée partout dans le monde. »

..............(18.8.2022 )..Une cornée à base de collagène de porc a rendu la vue à 20 personnes originaires d'Inde et d'Irak. Les rapports indiquent que le traitement est accessible aux pays à revenu faible et intermédiaire.

L'étude montre aussi que ces greffons nécessitent un traitement plus court que d'autres contre les rejets et qu'ils peuvent être conservés pendant deux ans avant implantation contre deux semaines pour une cornée humaine.

Et du point de vue du chirurgien, cette cornée artificielle est également plus simple à appliquer. Selon Neil Lagali, professeur d'ophtalmologie expérimentale à l'université de Linköping, « le chirurgien n'a pas besoin d'enlever les propres tissus du patient ».

Il précise : « Au lieu de cela, une petite incision est faite, à travers laquelle l'implant est inséré dans la cornée existante. 

C'est une méthode moins invasive, nécessitant moins de moyens et qui pourrait être utilisée dans plus d'hôpitaux, aidant ainsi plus de gens. »

............Le Dr John Fisher, professeur et directeur de département au département de bio-ingénierie Fischell de l'Université du Maryland College Park, utilise une multitude de stratégies de bio-ingénierie pour développer de nouveaux traitements pour guérir les tissus et restaurer leur fonction. Les lésions tissulaires peuvent résulter d'un traumatisme, d'une maladie ou de troubles congénitaux. Certains exemples incluent les cancers impliquant les os, les défauts du cartilage ou les blessures de la région craniofaciale. Les solutions cliniques courantes comprennent le traitement des symptômes, la gestion de la maladie et, dans certains cas, la greffe de tissus provenant d'un donneur ou du patient lui-même. Cependant, les solutions idéales iraient au-delà de la gestion des maladies pour inclure la régénération des tissus endommagés, un domaine prometteur connu sous le nom de médecine régénérative. Dr. Le laboratoire de Fisher et ses collaborateurs connaissent bien la médecine régénérative et ont travaillé avec plusieurs tissus, notamment les os, le cartilage, le système cardiovasculaire et le placentaire. Leur objectif est de construire des matériaux qui peuvent être facilement implantés dans le corps d'un patient pour aider à restaurer les tissus perdus ou endommagés. La médecine régénérative comprend souvent l'utilisation de cellules souches en raison de leur potentiel unique de donner naissance à des cellules de n'importe quelle origine tissulaire et de leur capacité à s'auto-renouveler. À titre d'exemple, le Dr Fisher mentionne son utilisation de co-cultures de cellules souches mésenchymateuses et hématopoïétiques pour l'ingénierie de la moelle osseuse. Ce projet particulier combine l'impression 3D et un système de bioréacteur pour recréer le microenvironnement de niche nécessaire à la différenciation et à l'expansion de ces cellules souches. La conjonction innovante de ces deux techniques permet des conditions de culture cellulaire efficaces et une augmentation du rendement cellulaire pour d'autres applications biologiques en aval. Le Dr Fisher décrit comment le soutien du Maryland Stem Cell Research Fund "a non seulement eu un impact sur notre laboratoire et sa croissance, mais il a également soutenu un certain nombre de stagiaires avec des étudiants diplômés et des boursiers postdoctoraux". Le travail novateur et de pointe du Fisher Lab fait progresser en permanence le domaine de la médecine régénérative et a un impact important sur les futures solutions cliniques. ------------ À propos du Fonds de recherche sur les cellules souches du Maryland : s a également soutenu un certain nombre de stagiaires avec des étudiants diplômés et des stagiaires postdoctoraux ». Le travail novateur et de pointe du Fisher Lab fait progresser en permanence le domaine de la médecine régénérative et a un impact important sur les futures solutions cliniques. ------------ À propos du Fonds de recherche sur les cellules souches du Maryland : s a également soutenu un certain nombre de stagiaires avec des étudiants diplômés et des stagiaires postdoctoraux ». Le travail novateur et de pointe du Fisher Lab fait progresser en permanence le domaine de la médecine régénérative et a un impact important sur les futures solutions cliniques. ------------ À propos du Fonds de recherche sur les cellules souches du Maryland :https://www.mscrf.org/

Bioengineered corneal tissue restores sight in people with diseased or damaged corneas – Physics World https://t.co/1tPMIAVbqn

— Gilbert MAHE (@Loupo85) August 22, 2022

.....14.8.2022

Tissu cornéen accessible par bio-ingénierie pour lutter contre une maladie cécitante à l'échelle mondiale | Biotechnologie naturelle https://t.co/rqd7LKTCsd

— Gilbert MAHE (@Loupo85) August 22, 2022

....... Le collagène dermique porcin a été transformé chimiquement et photochimiquement en un tissu implantable imitant la matrice extracellulaire cornéenne humaine. L'implant présente une méthode plus simple et plus sûre que la greffe de cornée d'un donneur tout en offrant des résultats équivalents, et a restauré la vision des personnes atteintes de kératocône avancé dans les régions aux ressources limitées, où le fardeau de la cécité est le plus élevé.

Bioengineered corneal tissue for minimally invasive vision restoration in advanced keratoconus in two clinical cohorts | Nature Biotechnology https://t.co/ywVYRfUT28

— Gilbert MAHE (@Loupo85) August 22, 2022

..............Tissu cornéen bio-ingénierie pour la restauration de la vision mini-invasive dans le kératocône avancé dans deux cohortes cliniques

La perte de transparence cornéenne et la mauvaise fonction de réfraction comptent parmi les principales causes de cécité dans le monde ^{1 , 2 , 3 , 4} . Bien que la cécité cornéenne puisse être traitée par greffe, on estime que 12,7 millions de personnes attendent une cornée de donneur, avec une cornée disponible pour 70 nécessaires ³ . Avec une incidence de plus d'un million de nouveaux cas de cécité cornéenne par an ⁵ , la grave pénurie de cornées de donneurs présente un fardeau inégal de cécité fortement biaisé vers les pays à revenu faible et intermédiaire (PRFI) d'Asie, d'Afrique et du Moyen-Orient ^2 , 3. Plus de la moitié de la population mondiale n'a pas accès à la greffe de cornée en raison d'un manque d'infrastructures pour le don de tissus, le prélèvement, les tests et les banques d'yeux dans les PRITI ^1 , 3 . Le problème d'accès est complexe, impliquant des barrières économiques, culturelles, technologiques, politiques et éthiques ^2 , 4 . En outre, les maladies infectieuses et les pandémies entraînent un quasi-arrêt de l'approvisionnement et de l'utilisation des tissus des donneurs, ce qui nécessite des mesures supplémentaires pour garantir la sécurité des tissus des donneurs ^6 , 7 .

Pour ces raisons, des efforts de recherche intenses se sont concentrés sur la bio-ingénierie des tissus pour la greffe de cornée ^{8 , 9 , 10} . À ce jour, cependant, aucune avancée biotechnologique n'a été en mesure de traiter le fardeau de la cécité cornéenne ou d'améliorer l'accès au tissu cornéen transplantable. Dans de nombreuses régions du monde, dont l'Europe et l'Australie, le kératocône, une maladie de la cornée caractérisée par un amincissement, un affaiblissement et une cicatrisation du stroma ¹¹ , est la principale indication de greffe de cornée ^2 , 12 . Le kératocône touche à la fois les hommes et les femmes et tous les groupes ethniques, la prévalence la plus élevée étant signalée en Chine (0,9 % ou 12,5 millions) ¹³ , en Inde (2,3 % ou 30 millions) ¹⁴et l'Iran (4 % de la population rurale, soit 3,4 millions) ¹⁵ .

Le kératocône est progressif, mais avec une étiologie complexe qui n'est pas bien comprise. Avec un dépistage approprié et l'accès à des soins spécialisés, la progression du kératocône peut être détectée et stoppée à ses débuts alors que la vision est encore bonne ; cependant, si elle n'est pas traitée tôt et dans les PRFM où le kératocône est très répandu et où l'accès aux soins de santé est limité, la maladie progresse souvent. Aux stades avancés, elle nécessite une greffe pour prévenir la cécité, en utilisant des techniques telles que la kératoplastie pénétrante (PK) ou la kératoplastie lamellaire antérieure profonde (DALK) ^{16 , 17 , 18 , 19}. Ces techniques sont cependant sujettes à l'approvisionnement limité en cornées du donneur, au risque de rejet de greffe, aux complications post-opératoires associées aux sutures et à la cicatrisation, au risque de néovascularisation et/ou d'infection cornéenne, à un astigmatisme élevé après le retrait des sutures, à la nécessité d'un long- immunosuppression à long terme et nécessité d'un suivi à long terme des patients ²⁰ . Pour résoudre partiellement ces problèmes, des techniques plus récentes et moins invasives telles que la kératoplastie par addition de lenticule stromal ²¹ et la greffe de couche de Bowman ²² ont été introduites. Bien que prometteuses et encore en développement, ces techniques stabilisent la condition mais n'offrent qu'une amélioration marginale de la vision ^21 , 23, et dépendent de la disponibilité des cornées de donneurs et de l'infrastructure des banques de tissus et sont donc inapplicables dans de nombreuses régions du monde.

Pour remédier à ces limitations, nous avons conçu par bio-ingénierie un dispositif médical implantable acellulaire comme substitut du tissu stromal cornéen humain. Comme matière première, nous avons utilisé du collagène naturel de type I, la principale protéine de la cornée humaine ²⁴ . Pour un approvisionnement abondant mais durable et rentable en collagène, nous avons utilisé du collagène de qualité médicale provenant de peau de porc, un sous-produit purifié de l'industrie alimentaire déjà utilisé dans les dispositifs médicaux approuvés par la FDA pour la chirurgie du glaucome ²⁵ et comme pansement ²⁶ . Dans une précédente étude clinique ^27 , 28, nous avons évalué des implants conçus à partir de collagène humain recombinant qui présentaient plusieurs limites : le collagène ne pouvait être produit qu'en petites quantités, les implants étaient mécaniquement faibles et nécessitaient une suture invasive, les implants n'étaient pas évalués pour leur stabilité à long terme et la chirurgie était invasive et conduisait à une forte réponse de cicatrisation et une fusion partielle de l'implant. Ici, nous avons abordé ces limitations en utilisant du collagène dermique porcin de type I de qualité médicale, en développant une nouvelle méthode de double réticulation pour améliorer la résistance et la stabilité de l'implant, et en utilisant une nouvelle technique d'implantation chirurgicale peu invasive pour favoriser l'épaississement, le remodelage et la cicatrisation rapide de la cornée.

Le collagène pur est un matériau mou sujet à la dégradation, nous avons donc appliqué une double réticulation chimique et photochimique pour former un hydrogel implantable transparent, appelé la construction porcine bio-ingénierie, à double réticulation (BPCDX). Le BPCDX est une amélioration de nos anciens matériaux à base de collagène porcin ^{29 , 30 , 31} qui a en outre été photochimiquement réticulé avec la procédure de réticulation UVA-riboflavine ³². BPCDX, fabriqué dans une salle blanche certifiée bonnes pratiques de fabrication (BPF) selon des processus de qualité rigoureux, a été testé pour évaluer les propriétés optiques et mécaniques, la dégradation enzymatique et la compatibilité cellulaire et a subi un panel de tests de dispositifs médicaux certifiés par des tiers conformes à la norme ISO normes pour évaluer la biocompatibilité, la toxicité, la cancérogénicité, la sensibilisation et l'irritation à l'aide d'essais in vitro et in vivo chez la souris, le cobaye et le lapin.

Un autre défi consiste à fournir des dispositifs à différentes régions et potentiellement à des zones rurales sans biobanques ni installations de stockage et de préparation de tissus. Nous avons résolu ce problème en développant des processus d'emballage et de stérilisation compatibles et en testant des dispositifs emballés dans des études accélérées et en temps réel de stabilité de la durée de conservation ISO, afin de comparer les propriétés optiques, mécaniques, chimiques et de stérilité du BPCDX entièrement emballé tel que fabriqué et après stockage jusqu'à à deux ans.

Les techniques de transplantation conventionnelles pour le kératocône avancé enlèvent et/ou endommagent l'épithélium cornéen, l'endothélium et les nerfs. Sur la base d'études antérieures chez le lapin ^29 , 31 , nous avons développé une chirurgie mini-invasive pour le kératocône avancé, en insérant un BPCDX épais et de grand diamètre dans une poche intrastromale de la cornée receveuse pour contrer l'amincissement pathologique du stroma et normaliser la réfraction en remodelant la partie centrale. et la cornée périphérique, sans enlever le tissu receveur. La chirurgie intrastromale est sans suture et laisse les nerfs cornéens et les couches cellulaires intacts, favorisant une cicatrisation rapide des plaies ²⁹ . Nous avons spécifiquement adapté les méthodes intrastromales précédentes ^{21 , 33 , 34}d'utiliser une seule incision cornéenne deux fois plus petite que les techniques précédentes ^21 , 34 sans perturber la sclérotique ou la chambre antérieure ²² , d'épaissir et de remodeler considérablement la cornée centrale en insérant un BPCDX de 280 à 440 µm d'épaisseur pour obtenir un aplatissement substantiel (> 10 dioptries (D)) de la courbure cornéenne la plus raide dans le kératocône.

Nous avons d'abord évalué l'implantation de BPCDX par cette méthode intrastromale dans un modèle de miniporc de kératocône avancé, en utilisant des outils chirurgicaux et des protocoles que différents chirurgiens pourraient reproduire. Afin d'obtenir des données sur l'innocuité et la faisabilité chez l'homme pour justifier un essai clinique contrôlé, nous avons entrepris une étude de faisabilité pilote en Inde et en Iran. Nous rapportons ici les résultats d'innocuité et d'efficacité chez les 20 premiers sujets atteints de kératocône avancé recevant le BPCDX. Aucune complication per- ou post-opératoire ou événement indésirable n'a été noté chez aucun sujet au cours des 24 mois de suivi clinique. Épaississement cornéen significatif et stable et aplatissement de la kératométrie, maintien de la transparence cornéenne et amélioration de la meilleure acuité visuelle corrigée (MAVC) d'une moyenne de 7,6 lignes logMAR à une moyenne de 20/58 en Iran et d'une moyenne de 15. 1 lignes logMAR à une moyenne de 20/26 en Inde ont été atteintes. Celles-ci représentent des résultats équivalents à la greffe de cornée standard, mais avec une technique chirurgicale plus simple et sans avoir besoin de tissu de donneur humain ou d'infrastructure de banque de tissus.

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.....(2016 )...Un hôpital innove en matière de greffes de cornée bio-conçues à l'aide de tissus de porc...Le plus grand hôpital ophtalmologique de Chine, le Zhongshan Ophthalmic Center, s'efforce d'aider de nombreux patients aveugles à voir à travers les greffes de cornée en utilisant des tissus bio-conçus provenant à l'origine de porcs. Wu Lei de CCTV rapporte de la province de Guangzhou

The Engineer - Pig collagen cornea restores vision for 20 patients

Researchers based in Sweden have used collagen harvested from pig skin to bioengineer cornea implants that have restored sight for nearly two dozen people. Thor Balkhed/Linköping University The ...

https://www.theengineer.co.uk/content/news/pig-collagen-cornea-restores-vision-for-20-patients/

Des chercheurs basés en Suède ont utilisé du collagène récolté sur de la peau de porc pour fabriquer des implants cornéens qui ont rendu la vue à près de deux douzaines de personnes.Le traitement a été développé comme une alternative aux greffes de cornée humaine, que seul un patient sur 70 qui a besoin de la procédure obtient actuellement. De plus, l'accès aux greffes de cornée dans les pays qui ont le plus besoin du traitement est généralement le plus insuffisant. Au total, on estime que 12,7 millions de personnes dans le monde sont aveugles en raison d'une cornée déficiente.Cette nouvelle percée, décrite dans Nature Biology, a vu des chercheurs de l'Université de Linköping (LiU) et de LinkoCare Life Sciences AB utiliser de la peau de porc de l'industrie alimentaire pour générer du collagène adapté aux implants cornéens humains. Au cours du processus de construction de l'implant, les chercheurs ont stabilisé les molécules de collagène en vrac formant un matériau robuste et transparent qui pourrait résister à la manipulation et à l'implantation dans l'œil, et qui a également une durée de conservation beaucoup plus longue que les cornées humaines données. « Les résultats montrent qu'il est possible de développer un biomatériau qui répond à tous les critères pour être utilisé comme implant humain, qui peut être produit en masse et stocké jusqu'à deux ans et ainsi atteindre encore plus de personnes ayant des problèmes de vision », a déclaré le chercheur Neil Lagali, professeur au Département des sciences biomédicales et cliniques de LiU. "Cela nous permet de contourner le problème de la pénurie de tissus cornéens donnés et de l'accès à d'autres traitements pour les maladies oculaires." L'équipe a également développé une nouvelle méthode peu invasive pour traiter la maladie du kératocône, dans laquelle la cornée devient si fine qu'elle peut entraîner la cécité. Aujourd'hui, la cornée d'un patient atteint de kératocône est enlevée chirurgicalement et remplacée par une cornée donnée, qui est cousue en place à l'aide de sutures chirurgicales. Ce type de chirurgie est compliqué, invasif et généralement pratiqué uniquement dans les grands hôpitaux. "Une méthode moins invasive pourrait être utilisée dans plus d'hôpitaux, aidant ainsi plus de personnes", a expliqué Lagali, qui a dirigé le groupe de recherche qui a développé cette nouvelle technique chirurgicale. « Avec notre méthode, le chirurgien n'a pas besoin d'enlever les propres tissus du patient. Au lieu de cela, une petite incision est faite, à travers laquelle l'implant est inséré dans la cornée existante.La méthode chirurgicale et les implants ont été utilisés par des chirurgiens en Iran et en Inde, deux pays où de nombreuses personnes souffrent de cécité cornéenne et de basse vision, mais où il y a un manque important de dons de cornées et d'options de traitement. Vingt personnes aveugles ou sur le point de perdre la vue en raison d'un kératocône avancé ont participé à l'étude pilote. Selon les chercheurs, les opérations étaient exemptes de complications. Les tissus ont rapidement cicatrisé et un traitement de huit semaines avec des gouttes ophtalmiques immunosuppressives a suffi à prévenir le rejet de l'implant. Avec les greffes de cornée conventionnelles, des médicaments sont souvent nécessaires pendant plusieurs années après la procédure. « La sécurité et l'efficacité des implants issus de la bio-ingénierie ont été au cœur de notre travail », a déclaré Mehrdad Rafat, professeur associé adjoint au département de génie biomédical de LiU et fondateur et PDG de LinkoCare Life Sciences AB. « Nous avons déployé des efforts considérables pour nous assurer que notre invention sera largement disponible et abordable pour tous et pas seulement pour les riches. C'est pourquoi cette technologie peut être utilisée dans toutes les régions du monde. La prochaine phase de recherche verra l'équipe étudier si la technologie peut être utilisée pour traiter davantage de maladies oculaires et si l'implant peut être personnalisé pour des résultats encore meilleurs.