La hanche : une articulation essentielle

Isabelle Catelas

« Un jour, grâce au génie tissulaire et à la médecine régénérative, on parviendra peut-être à régénérer les articulations directement dans le corps humain et à éliminer ainsi l’utilisation d’implants artificiels, pour le bien des patients. »

– Isabelle Catelas

En raison du vieillissement de la population et du nombre croissant de patients plus jeunes, de plus en plus de Canadiens auront besoin de remplacer une articulation. Par chance, veillent à notre bien-être des scientifiques comme Isabelle Catelas, professeure au Département de génie mécanique et à la Faculté de médecine.

Qui parle de problèmes articulaires insoignables? Qui parle de défaitisme devant l’ usure du corps et la vieillesse? Probablement ceux qui n’ ont jamais écouté des scientifiques comme Isabelle Catelas discourir sur leur travail. Écoutez cette professeure et vous aurez envie de financer ses recherches pour pouvoir bénéficier de ses résultats lorsque vous en aurez besoin!

Perspectives sur la recherche Une fenêtre sur les découvertes et les innovations à l ’ Université d’ Ottawa.

La professeure Catelas est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie applicable à l’ orthopédie. C’ est dans son laboratoire qu’ elle met au point, entre autres, des approches thérapeutiques visant à prolonger la durée de vie des implants articulaires (appelés « prothèses »), et en particulier celle des prothèses de hanche. Selon le Registre canadien des remplacements articulaires, plus de 30 000 remplacements d’ articulation de la hanche ont eu lieu au Canada en 2008–2009 et environ 35 % des patients avaient moins de 65 ans. Beaucoup d’ entre eux auront besoin un jour de remplacer leur prothèse, car si elles sont très efficaces pour éliminer la douleur et rétablir le fonctionnement des articulations, elles ne durent malheureusement pas indéfiniment.

Beaucoup de remplacements de prothèses de hanche sont dus à une perte osseuse autour de la prothèse, causée prin­cipalement par une réaction inflammatoire à des particules de matériaux provenant de l’ usure de la prothèse. « Chaque remplacement de prothèse devient de plus en plus com­plexe, car la quantité d’ os du patient s’ amenuise. Prolonger la durée de vie des prothèses améliorerait le quotidien des patients et permettrait des économies en soins de santé », explique celle qui a hésité entre des études en génie et en médecine et dont le travail dans le domaine des biomatériaux se trouve maintenant au carrefour des deux disciplines. « Il y a plusieurs façons d’ y parvenir : l’ industrie travaille à améliorer les matériaux et le design des prothèses; mon équipe et moi travaillons avec les chirurgiens pour com­prendre les raisons des échecs. Ainsi, nous récupérons et analysons des échantillons de tissus et les prothèses des patients subissant un remplacement. » Comprendre les mécanismes biologiques participant à l’ échec des prothèses permettrait à cette scientifique de développer des approches thérapeutiques – à l’ aide de molécules capables de contrôler ces mécanismes – et de prolonger la durée de vie des prothèses.

Un volet important de ce programme de recherche est axé sur les prothèses ayant tête et cupule en métal. Il faut savoir que les prothèses de hanche disponibles sur le marché sont constituées de différentes combinaisons de matériaux (métal, céramique ou polyéthylène), chaque type com­portant des avantages et des inconvénients. « Les prothèses de hanche métal sur métal résistent bien à l’ usure, mais dans certains cas, elles peuvent éventuellement provoquer des réactions d’ hypersensibilité encore mal élucidées. Nous essayons de comprendre ces réactions pour améliorer les prothèses et concevoir des méthodes pour diagnostiquer les patients sujets à développer une telle réaction. »

Le second axe de recherche de la professeure Catelas est, logiquement, la régénération osseuse, domaine sur lequel elle s’ était penchée alors qu’ elle travaillait chez le géant des soins de santé Baxter et à l’ Université de Californie à Los Angeles (UCLA). « Les patients subissant un remplacement de leur prothèse ou ceux souffrant d’ une fracture osseuse complexe, par exemple, souffrent de pertes osseuses. Bien souvent, l’ os, qui est un tissu vascularisé, va se régénérer de lui-même, précise la chercheuse. Par contre, en cas de perte osseuse trop importante, l’ os ne pourra pas combler cette perte de lui-même et un substitut osseux qui le reconnectera et le régénérera sera nécessaire. Si ce substitut est biodégradable, il sera remplacé petit à petit par l’ os régénéré. »

Afin d’ améliorer la régénération osseuse, la professeure Catelas et son équipe cherchent à développer de nouveaux substituts osseux minéralisés et vascularisés comme l’ os naturel. Pour ce faire, ils utilisent différents biomatériaux tels que la fibrine (le polymère naturel, à base de protéines, qui forme les caillots). « La fibrine constituera notre matrice de base, en plus d’ autres biomatériaux, pour faire croître des cellules souches et des cellules endothéliales. Les cellules souches donneront naissance à des cellules osseuses qui permettront la minéralisation et les cellules endothéliales favoriseront, elles, la vascularisation. Nous venons d’ ailleurs d’ acquérir un bioréacteur que nous allons utiliser pour développer nos substituts osseux. » Ces approches per­mettront d’ offrir de nouveaux traitements aux patients souffrant de perte osseuse.

« Le but ultime de nos recherches est d’ améliorer la qualité de vie des patients qui ont des problèmes articulaires. En général, cette amélioration est énorme. Je l’ ai constaté aussi dans ma vie personnelle puisque ma mère ne pouvait plus marcher avant de recevoir une prothèse à chaque hanche. Un jour, grâce au génie tissulaire et à la médecine régénéra­tive, on parviendra peut-être à régénérer les articulations directement dans le corps humain et à éliminer ainsi l’ utili­sation d’ implants artificiels, pour le bien des patients. »

 

par Martine Batanian

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