Eucomis autumnalis est plus qu'une plante: elle pourrait jouer un rôle dans l'ingénierie biomédicale. Gurcharan Singh / Shutterstock

Au cours des dernières années, les techniques d'ingénierie biomédicale ont permis de reconstituer les tissus et les os perdus. Si vous avez eu un accident de voiture, par exemple, il existe des moyens de restaurer ou de réparer la partie du corps perdue ou les tissus endommagés. Parfois, les patients vont subir une reconstruction chirurgicale; parfois, ils seront équipés de dispositifs médicaux tels que des plaques aux genoux ou aux hanches.

Mais ces approches ont des limites. La première est qu'une plaque en acier ne peut pas vraiment imiter les fonctions de tissus endommagés ou d'os perdus, de sorte que vous pouvez perdre de la mobilité et de la flexibilité. Une autre est que ces techniques impliquent souvent de multiples opérations douloureuses et de longs séjours à l'hôpital. Cela coûte non seulement beaucoup de temps et d’argent à chaque patient; il place aussi un fardeau sur un pays système de soins de santé et son économie.

Il y a une alternative: ingénierie tissulaire et médecine régénérative. Ce processus a débuté il y a environ trois décennies et s'appuie souvent sur les résultats existants pour tester de nouvelles approches. Son objectif est de réactiver les processus biologiques pour former des produits pouvant contribuer à la régénération osseuse et à la perte de tissu causée par un traumatisme.

Nous sommes parmi les chercheurs travaillant dans ce domaine. Nous pensons que les plantes médicinales peuvent contenir au moins certaines des réponses aux limitations décrites ci-dessus. Nous avons étudié deux plantes couramment utilisées par les guérisseurs traditionnels et les herboristes sud-africains pour traiter les fractures osseuses et soulager la douleur causée par l'arthrose.

Nos études ont donné des résultats positifs en laboratoire. Cela suggère que les composés tirés de ces plantes médicinales pourraient constituer un moyen précieux de favoriser la régénération osseuse et la perte de tissu chez les personnes traumatisées.

Comment ça marche

L'ingénierie tissulaire et la médecine régénérative reposent sur trois exigences clés qui fonctionnent ensemble: les signaux provenant des tissus et des organes du corps, les cellules souches qui répondent et les échafaudages.

Échafaudages sont des matériaux qui fonctionnent avec des systèmes biologiques pour évaluer, traiter, augmenter ou remplacer tout tissu ou fonction de l'organisme, tels que les cellules souches osseuses matures, les cartilages, les cellules de la peau, les cellules du cerveau et les neurones.

Ces échafaudages sont destinés à réparer ou à modifier le comportement de la phase cellulaire, c'est-à-dire la manière dont les cellules réagissent au cours des processus de développement, tels que la formation de formes. Les échafaudages servent également de modèles, guidant le développement de nouveaux tissus en leur indiquant la voie à suivre appropriée et en s'assurant que les cellules obtiennent les nutriments dont elles ont besoin. Mais la plupart des biomatériaux d'échafaudage utilisés en milieu clinique ne cochent pas toutes ces cases.

C'est pourquoi les chercheurs recherchent des alternatives. Et c'est là qu'interviennent les plantes médicinales.

Plantes prometteuses

Les plantes médicinales ont longtemps joué un rôle intégral dans de nombreuses cultures. Leur rôle dans les constructions d'ingénierie tissulaire reste largement inexploré. Mais étant donné que les plantes médicinales se sont avérées avoir une valeur dans cicatrisation, médicaments et les thérapies vieillissantes, il va sans dire qu'elles pourraient également être utiles dans notre domaine.

Nous avons mené nos recherches au département des sciences biomédicales de l'Université de technologie de Tshwane en Afrique du Sud. Le pays est à la maison un dixième de toutes les espèces de plantes dans le monde - il s'agit des espèces de plantes connues 25 000. Nous nous sommes concentrés sur deux: Eucomis autumnalis, communément appelé ananas Lily, et Pterocarpus angolensis, ou teck sauvage.

Le genre Eucomis autumnalis a été utilisé pour guérir les fractures pendant des siècles. Aujourd'hui, il est souvent utilisé comme remède à base de plantes pour la récupération postopératoire et cicatrisation. Pterocarpus angolensis, en attendant, favorise la formation du cartilage et régule le collagène, une substance riche en os et en cartilage humain.

Nous avons combiné ces plantes avec des échafaudages et des adipocytes porcins. Nous avons constaté que les deux plantes que nous avions identifiées pour tester en laboratoire des cellules du corps activées et améliorer la formation osseuse. Ils ont également fait un meilleur travail d'échafaudage lorsqu'ils sont combinés avec des signaux pertinents et des cellules souches. Et ils étaient bons pour guérir les plaies in vitro - c'est-à-dire en laboratoire.

Notre prochaine étape consiste à effectuer nos travaux sur des modèles animaux et avec de nombreuses autres plantes médicinales présentant des qualités similaires à celles que nous avons utilisées.

La voie à suivre

Ces résultats sont intéressants, car ils suggèrent qu’incorporer des plantes médicinales aux propriétés pertinentes dans l’ingénierie biomédicale pourrait être un bon moyen de remédier aux limites des approches actuelles.

Premièrement, l'utilisation de plantes médicinales pourrait réduire le coût du traitement, car il est économique et facilement accessible. Deuxièmement, cela permettrait d'éviter que les patients passent autant de temps à l'hôpital après une procédure en raison de l'accélération de la formation d'os et de l'activation cellulaire, ce qui constitue un avantage supplémentaire: un boom économique pour l'Afrique du Sud.

La valeur des échafaudages biomédicaux devrait atteindre 1.5 milliard de dollars par 2024. S'il s'avère que certaines plantes médicinales d'Afrique du Sud soutiennent les techniques d'ingénierie et de régénération des os et des tissus, le pays pourrait accaparer au moins une partie du marché mondial des biomatériaux.

À propos des auteurs

Franca Nneka Alaribe, chargée de recherche postdoctorale au département des sciences biomédicales, Tshwane University of Technology et Keolebogile Shirley Motaung, professeur d’ingénierie tissulaire, Tshwane University of Technology

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.