C’est une nouvelle stratégie prometteuse pour aider les fractures à guérir plus rapidement, chez les patients diabétiques, qui nous est présentée par ces chercheurs de l'Université de Pennsylvanie. L’étude, publiée dans la revue Biomaterials, montre que ce médicament à base de protéines « d'origine végétale » accélère la guérison d'une fracture osseuse, chez l’animal.
On sait que la protéine facteur de croissance analogue à l'insuline-1 (IGF-1) est importante pour la santé des os et des muscles. Des niveaux inférieurs d'IGF-1 dans le sang sont associés à un risque accru de fracture osseuse. Ces chercheurs ont développé une plate-forme de production de médicaments à base de plantes qui permet l'introduction d'une protéine spécifique dans les cellules végétales, ce qui incite la plante à commencer à exprimer ce gène. La protéine ciblée est ainsi produite dans les feuilles des plantes et peut être « récoltée » et mise sous forme de thérapie orale.
Une nouvelle option pour les fractures « diabétiques »
Les chercheurs montrent que ce médicament ainsi « cultivé » (dans des laitues) puis administré par voie orale, permet de stimuler la régénération osseuse. Sur la base de précédentes recherches axées sur la dystrophie musculaire, les chercheurs avaient émis l’hypothèse qu'une forme particulière d'IGF, un précurseur de la protéine IGF-1 qui comprend un composant distinct appelé e-peptide, était susceptible de stimuler la régénération osseuse mieux que l'IGF-1 mature, privée de ce peptide. Ici, les chercheurs ont associé la protéine précurseur IGF-1 à une autre protéine, CTB, qui aide à transporter les protéines du tube digestif dans la circulation sanguine. Enfin, ils ont cultivé leurs plants de laitue transgéniques (modifiés pour produire ces protéines), ont lyophilisé et réduit en poudre les feuilles et obtenu ce produit stable à la conservation pendant près de trois ans. Ce processus a donc permis de produite un médicament abordable et facile à prendre à domicile.
Le cas spécifique des fractures en cas de diabète : les personnes atteintes de diabète encourent un risque plus élevé de fracture osseuse que la population générale. Chez ces personnes, la réparation osseuse prend en général beaucoup plus de temps. « La réparation des fractures est un problème de santé important, en particulier pour les patients atteints de diabète », commente l’auteur principal, le Dr Yang : « Ces patients ont tendance à suivre une cicatrisation osseuse réduite avec un risque accru de nouvelle fracture ». Ce nouvel IGF-1 humain facile à administrer répond donc à un véritable besoin de consolidation chez ces patients.
La preuve in vitro et in vivo : sur des lignées de cellules de souris et humaines, les chercheurs montrent que le médicament d'origine végétale incite toute une série de cellules différentes, dont des ostéoblastes à croître et à se diviser pour régénérer le tissu osseux. Les chercheurs montrent que des souris supplémentées avec le produit d'origine végétale présentent bien des taux d'IGF-1 augmentés et que des souris diabétiques également supplémentées bénéficient d’une densité, surface et volume osseux augmentés.
« C'est incroyable de voir comment une protéine peut avoir un tel impact sur la guérison des fractures. Le médicament actuel donné aux patients diabétiques souffrant de fractures nécessite des injections répétitives et des visites à l'hôpital. Ici, un médicament par voie orale une fois par jour permet d’accélérer considérablement la consolidation ».
Le développement de ce médicament à base d’IGF-1 « par les plantes » va se poursuivre non seulement pour accélérer la consolidation osseuse mais pour traiter aussi pour d'autres problèmes musculosquelettiques, dont l'ostéoporose et la régénération osseuse après le cancer.
Source : Biomaterials March 2020, 119591 DOI : 10.1016/j.biomaterials.2019.119591 Oral delivery of novel human IGF-1 bioencapsulated in lettuce cells promotes musculoskeletal cell proliferation, differentiation and diabetic fracture healing
Lire aussi :
