Imaginez un jour où les articulations pourraient se guérir d’elles-mêmes.
Au premier soupçon d’un genou qui grince, les patients pourraient recevoir une seule injection dans l’articulation qui non seulement empêcherait leur cartilage et leurs os de s’éroder, mais relancerait également leur repousse. Dans des cas plus avancés, cette injection pourrait également fournir un kit de réparation de biomatériaux pour colmater les trous dans les tissus. Si plusieurs articulations font mal, une perfusion IV annuelle pourrait apporter des thérapies régénératrices à toutes en même temps.
Cela peut paraître un rêve aux 32,5 millions de personnes qui souffrent d’arthrose. Cette semaine, l’Agence des projets de recherche avancée pour la santé (ARPA-H) a accordé jusqu’à 39 millions de dollars à une équipe de scientifiques dirigée par l’Université du Colorado à Boulder pour travailler à en faire une réalité.
Les nouvelles innovations pour la régénération tissulaire dans l’arthrose (NITRO) a été le premier créé dans le cadre de l’ARPA-H, une nouvelle agence fédérale visant à soutenir « des solutions à fort impact aux problèmes de santé les plus difficiles de la société ».
Avec l’injection d’argent, une équipe de rêve composée d’ingénieurs, de scientifiques médicaux et de vétérinaires de CU Boulder, du campus médical de CU Anschutz et de l’université d’État du Colorado peut faire un effort final agressif vers un objectif que beaucoup ont poursuivi toute leur carrière.
« D’ici cinq ans, notre objectif est de développer une suite de thérapies non invasives capables de mettre fin à l’arthrose », a déclaré la chef de projet et chercheuse principale Stephanie Bryant, PhD, professeur au Département de génie chimique et biologique, science et génie des matériaux, et l’Institut BioFrontiers à CU Boulder. «Cela pourrait complètement changer la donne pour les patients.»
Une épidémie sans remède
L’arthrose est la troisième maladie la plus courante aux États-Unis et touche environ une personne de plus de 30 ans sur six dans le monde.
La maladie provoque la décomposition du cartilage, le tissu tampon qui empêche les os de se broyer. Au fil du temps, les os sont également endommagés, ce qui remodèle l’articulation et rend les mouvements douloureux.
L’âge et l’obésité augmentent le risque, et les taux augmentent à mesure que la population américaine vieillit et devient plus sédentaire. À l’heure actuelle, les patients sont généralement limités à deux options : traiter la douleur et, lorsque cela ne suffit plus, remplacer chirurgicalement l’articulation. Il n’y a pas de remède.
« Pour véritablement traiter l’arthrose, il faut s’attaquer à la fois au problème biologique et au problème structurel », a déclaré le co-chercheur principal Michael Zuscik, PhD, professeur et vice-président de la recherche au département d’orthopédie du campus médical d’Anschutz. «Cette équipe de rêve unique du Colorado que nous avons constituée possède l’expertise multidisciplinaire, et maintenant les ressources, pour s’attaquer aux deux à la fois. Nous pouvons guérir la maladie comme jamais auparavant.
Zuscik a passé 15 ans à développer et à tester un médicament qui répond à la biologie, en poussant les cellules cartilagineuses et osseuses à produire les protéines nécessaires à leur reconstruction. Bien que prometteur, il doit être injecté quotidiennement.
Pendant ce temps, Bryant, un scientifique des matériaux, a travaillé pendant 26 ans pour développer des biomatériaux tridimensionnels semblables à un gel qui peuvent se glisser dans les fissures du cartilage déchiré ou des os usés, fournissant un échafaudage de soutien – comme les solives d’un nouveau bâtiment – pour le corps. propres cellules vers lesquelles migrer.
Et les scientifiques de la CSU travaillent depuis des années pour perfectionner les techniques de thérapie génique visant à contrôler l’inflammation et à accélérer la guérison du cartilage.
L’équipe est désormais confrontée à un défi d’ingénierie : concevoir des méthodes permettant d’administrer ces technologies au corps ensemble, de manière à apporter des bénéfices durables et à traiter plusieurs articulations à la fois si nécessaire.
Une avancée médicale ponctuelle
À cette fin, l’équipe développe des nanoparticules qui pourraient être administrées par voie intraveineuse, servant de chevaux de Troie qui migrent vers les sites enflammés et délivrent un cocktail de médecine régénérative permettant la guérison des articulations.
L’équipe espère commercialiser à terme trois innovations : un vaccin curatif ; un hydrogel pour soigner les blessures ; et une perfusion annuelle pour le traitement systémique de l’arthrose.
Quand viendra le temps des essais, la co-investigatrice principale Laurie Goodrich, DVM PhD, clinicienne vétérinaire et directrice du centre de recherche orthopédique de l’Institut de médecine translationnelle de la CSU, mènera la charge chez les animaux.
« L’expertise de la CSU en médecine vétérinaire jouera un rôle crucial en aidant à faire passer cette science à l’étape suivante », a déclaré Goodrich. « C’est une véritable leçon d’humilité d’en faire partie. »
D’ici 3,5 ans, l’équipe espère commencer à mener des essais sur des patients humains.
Cependant, il ne suffit pas simplement de développer de tels traitements, a déclaré la co-chercheuse principale Karin Payne, PhD, professeure agrégée d’orthopédie à CU Anschutz.
« Au cœur de cette démarche, l’objectif est de développer une thérapie qui sera accessible à tous les Américains, et pas seulement à quelques privilégiés », a déclaré Payne, notant que les chercheurs incluront un groupe démographiquement diversifié de participants à l’étude et minimiseront les coûts de réalisation. les traitements aussi abordables que possible.
Les premières collaborations entre les membres de l’équipe ont été catalysées par AB Nexus, qui fournit un financement interne et des ressources pour soutenir les partenariats entre CU Boulder et CU Anschutz.
L’équipe du Colorado est l’une des cinq équipes à recevoir un prix dans le cadre du programme NITRO.
« C’est l’une des maladies les plus débilitantes qui soient et elle empêche les gens de travailler ou de faire les choses qu’ils aiment », a déclaré Bryant. « Pour nous, avoir la chance d’améliorer la vie des gens, c’est l’opportunité d’une vie. »
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