La matrice extracellulaire comme biomatériau pour optimiser la régénération des muscles squelettiques

Description

Le muscle squelettique présente une grande capacité de régénération après une blessure qui dépend des cellules souches résidentes. La régénération musculaire est étroitement régulée par la réponse immunitaire et d’autres cellules résidentes, ainsi que par des signaux provenant de la matrice extracellulaire (MEC) locale, contribuant ainsi à un processus de réparation coordonné. La MEC du muscle est un réseau de macromolécules structurelles composé en grande majorité de collagènes et de molécules trophiques telles que les glycosaminoglycanes (GAG). Dans le tissu musculaire squelettique, l’ECM a été négligée en raison de son organisation complexe qui rend les investigations difficiles. La capacité de régénération du muscle peut être dépassée en cas de perte musculaire importante, comme dans le cas de la perte musculaire volumétrique (PMV), ce qui entraîne la formation de fibrose et une inflammation chronique. Ce type de lésion survient principalement en traumatologie et chez les blessés de guerre, avec une incapacité fonctionnelle malgré un traitement optimal. L’utilisation de biomatériaux pourrait fournir les indices biochimiques et physiques qui manquent dans cette réparation pathologique. Dans ce travail, nous nous sommes concentrés sur l’obtention d’un biomatériau composé d’ECM de muscle squelettique. Nous avons testé plusieurs protocoles de décellularisation afin de préserver l’architecture tridimensionnelle de la MEC musculaire et d’éliminer complètement les composants cellulaires afin d’éviter une réponse immunitaire délétère après l’implantation. Cependant, le protocole ne permettait pas de préserver les molécules trophiques telles que les GAG dans l’échafaudage. Les “agents régénérateurs” (RGTA®) sont fonctionnellement analogues aux GAG avec la propriété cruciale de résister à la dégradation enzymatique. Ils ont pour fonction de restaurer un microenvironnement approprié pour la cicatrisation des tissus et ont déjà une application clinique dans la réparation de la peau et de la cornée. Nous avons exploré les effets du RGTA® sur la régénération musculaire en utilisant un modèle in vivo chez la souris. Au début de la régénération (jour 8), nous avons effectué une analyse histologique. Nous avons montré que les myofibres en régénération contenaient plus de noyaux chez les animaux traités, en faveur d’une augmentation de la fusion des progéniteurs, ce qui a été validé in vitro dans des cultures myogéniques. Le nombre de capillaires était plus élevé en faveur d’une meilleure angiogenèse. Les gouttelettes lipidiques, marqueur d’une régénération altérée, ont été réduites par l’administration de RGTA®. A un stade plus avancé de la régénération (jour 28), le nombre de capillaires était encore amélioré, ce qui favorise un effet durable de RGTA® sur l’angiogenèse. RGTA® peut être incorporé dans des biomatériaux et est particulièrement résistant dans un environnement inflammatoire, comme c’est le cas après une blessure au VML. Des chimiokines et des facteurs de croissance pourraient également être ajoutés dans les échafaudages à base d’ECM pour favoriser la migration des progéniteurs qui sont essentiels à la néoformation des myofibres. L’efficacité thérapeutique de ces biomatériaux optimisés devra être évaluée dans un modèle in vivo de LEMV