Axe Médecine régénératrice

Dans le réseau des Centres de recherche financés par le Fonds de recherche du Québec - Santé (FRQS), les thèmes abordés par les chercheurs de l’axe Médecine régénératrice sont uniques. La médecine régénératrice est un domaine interdisciplinaire en pleine expansion axé sur la réparation, le remplacement ou la régénération des cellules, tissus ou organes.

Par des approches transversales et translationnelles, la recherche en médecine régénératrice vise à :

• Comprendre les mécanismes de la régénération (exemple : pallier les effets des UV sur la peau);
• Développer des thérapies de réparation (exemple : développer des biomatériaux pour une nouvelle hanche);
• Remplacer et régénérer des tissus et des organes (exemple : greffons de peau pour les grands brûlés);
• Tester de nouveaux médicaments (pharmacologie);
• Réparer des lésions (exemple : thérapie génique pour des lésions d’épidermolyse bulleuse);
• Faire avancer les connaissances pour développer de nouveaux outils de prévention, de diagnostic précoce et de traitement de maladies.

3 thèmes de recherche

• Biomatériaux et matériaux biomédicaux
• Génie tissulaire et cellules souches
• Santé de la vision

La complémentarité des équipes facilite les synergies favorisant les découvertes, l’innovation, ainsi que le rayonnement national et international.

1. Biomatériaux et matériaux biomédicaux:  Ze Zhang (directeur)
   Les biomatériaux constituent toute la gamme des matériaux implantables dans, et acceptés par l’organisme, afin de suppléer à des fonctions que les organes perdent au fil du temps. Les endoprothèses (stents) artérielles, les implants dentaires, les prothèses de hanche, les polymères et gels pour l’élution de médicament, sont tous des exemples de biomatériaux. Par ailleurs, les matériaux biomédicaux regroupent un large éventail d’outils et d’objets utiles en chirurgie, en transfusions sanguines, en oncologie, au diagnostic des maladies, et nécessitant un degré très élevé de conformité aux exigences des autorités de la santé (par exemple : poches pour transfusions sanguines, aiguilles de biopsie, outils de chirurgie, cathéters, etc). Les chercheurs du centre de recherche du CHU de Québec-Université Laval œuvrant dans le domaine des Biomatériaux et des matériaux biomédicaux sont pour la plupart associés au Centre de recherche sur les Matériaux Avancés de l’Université Laval (CERMA). Ils travaillent à conférer des propriétés innovantes aux dispositifs médicaux pour en améliorer les performances : remplacement et reconstruction de tissus cardiovasculaires, nerveux, trachéaux et osseux; métaux biodégradables; traitement de surfaces optiques pour outils biomédicaux; nanomatériaux pour l’imagerie préclinique (imagerie par résonance magnétique (IRM), tomodensitométrie par rayon X (CT/TDM-X), tomographie par émission de positons (TEP)) et l’oncologie. Les activités de recherche du thème Biomatériaux et matériaux biomédicaux sont pour la plupart orientées vers la conception et la validation de nouvelles approches chirurgicales (vasculaires, orthopédiques et oncologiques), incluant le développement d’implants permanents, d’inserts ou de technologies biomédicales à effraction minimale. Un grand nombre de projets sont financés conjointement par les organismes de recherche en science et en génie, ainsi que par des industries du secteur biomédical (ex.; CRSNG-Alliance), mais aussi par des fonds de recherche en santé (ex. : IRSC, FRQS). Les chercheurs du thème sont très actifs dans le dépôt de brevets et l’octroi de licences pour des technologies biomédicales issues de leurs travaux.
2. Génie tissulaire et cellules souches : Véronique Moulin (directrice)
   Les chercheurs de ce thème se concentrent sur la technologie de base du génie tissulaire afin de reconstruire des tissus en trois dimensions et de les utiliser à des fins expérimentales et cliniques. Dans le but de cibler les défis spécifiques à chaque tissu/organe, une équipe est habituellement constituée d’un chercheur fondamental, d’un ingénieur et d’un clinicien. La sécurité et l’efficacité des substituts cutanés sont actuellement évaluées chez les patients lors d’essais cliniques reconnus par Santé Canada. En parallèle, les chercheurs étudient plusieurs aspects complémentaires cruciaux pour la reconstruction des tissus : les cellules souches épithéliales et mésenchymateuses, la vascularisation, la réinnervation, la guérison des plaies, les interactions cellules-cellules/cellules-matrices et leur alignement. Ces travaux servent aussi au développement de nombreux tissus/organes tels que la peau, les vaisseaux sanguins, les valves cardiaques, les tissus urologiques, le tissu adipeux, les nerfs périphériques et le tissu osseux. Les tissus reconstruits offrent d’excellents modèles humains pour mieux comprendre diverses pathologies, telles que le psoriasis, les cicatrices hypertrophiques, le mélanome, ainsi que la dégénérescence nerveuse (sclérose en plaque amyotrophique (SLA), Parkinson). Ce dernier projet est à l’origine de collaborations avec l’axe Neurosciences. Une collaboration avec l’axe Oncologie ouvre la voie à de nouvelles thérapies par la combinaison du génie tissulaire et de la thérapie génique pour le traitement de l’épidermolyse bulleuse. Les chercheurs de ce thème disposent d’une grande variété de cellules humaines (tissus normaux et pathologiques) conservées dans une banque biologique à la disposition de tous les chercheurs.
3. Santé de la vision : Stéphanie Proulx (directrice)
   Les percées en médecine régénératrice pour ce thème se font sur plusieurs aspects : 1) développement de nouveaux vecteurs de médicaments à base de nanoparticules d’or; 2) développement de nouvelles thérapies cellulaires, tel qu’un épithélium cornéen autologue humain cultivé, présentement en essai clinique pour traiter des patients souffrant de déficiences en cellules souches épithéliales limbiques; 3) développement de modèles de maladies de l’œil (endothéliopathies, tumeurs oculaires (collaboration des thèmes 1 et 3), dégénérescence maculaire liée à l’âge) servant à comprendre les maladies et à développer des traitements.
   Bien que les travaux visent une application clinique, plusieurs avancées scientifiques s’effectuent au niveau moléculaire. Par exemple, il est possible de définir les conséquences de mutations de protéines du cycle visuel sur la dégénérescence des photorécepteurs. Nous étudions les conséquences des polluants atmosphériques, des rayons UV et de la lumière bleue sur les dommages à l’ADN au niveau oculaire et cutané (collaboration des thèmes 2 et 3). Notre but est également de comprendre les mécanismes moléculaires de la guérison des plaies et ainsi de trouver de nouvelles molécules pour accélérer la fermeture des plaies cornéennes. De la recherche clinique complète ce thème, travaux menés par les ophtalmologistes du Centre universitaire d’ophtalmologie (CUO).
   Les chercheurs de cette thématique disposent d’une banque de tissus oculaires, d’une banque de fluides oculaires, ainsi que d’une banque de données cliniques et de matériel biologique de mélanomes oculaires presque unique au monde.

Histoire

La création de l’axe Médecine régénératrice du Centre de recherche du CHU de Québec – Université Laval a concrétisée des collaborations établies depuis plusieurs années entre les chercheurs du Centre multidisciplinaire de développement du génie tissulaire (CMDGT), du Centre universitaire d’ophtalmologie (CUO) et du Centre de Recherche sur les Matériaux Avancés de l’Université Laval (CERMA).

• Officiellement formé en 2012 lors la création du CHU de Québec-Université Laval.
• Réunit différentes approches en médecine régénératrice et matériaux biomédicaux.
• Permet la convergence de plusieurs plateformes technologiques.

Recherche d'avant-garde

L’axe Médecine régénératrice apporte un réel soutien à la clinique, une influence concrète sur la médecine de demain, et sur le développement du secteur économique des matériaux biomédicaux, en :

• Proposant des solutions innovantes;
• Mettant à profit tout le potentiel de la médecine régénératrice;
• Développant, par ses nombreuses collaborations avec des entreprises du secteur biomédical, de nouvelles technologies qui ont un effet concret sur la médecine de demain et le développement du secteur économique des matériaux biomédicaux.

Positionnement

La proximité des chercheurs avec le milieu clinique favorise le transfert des technologies dans les centres hospitaliers. De plus, les chercheurs en matériaux biomédicaux associés au CERMA sont fortement actifs en recherche industrielle et en transfert technologique auprès de plusieurs dizaines d’entreprises au Canada et à l’international. Nos thématiques s'inscrivent dans les secteurs prioritaires du CHU de Québec-Université Laval que sont la chirurgie vasculaire, l’oncologie, les soins aux grands brûlés, la traumatologie, la neurochirurgie et l'ophtalmologie. Les travaux du LOEX en reconstruction de tissus par génie tissulaire sont reconnus internationalement et s’harmonisent avec les priorités du Centre suprarégional des victimes de brûlures graves à l’Hôpital de l'Enfant-Jésus.

La médecine régénératrice et les thérapies cellulaires et tissulaires sont également une priorité pour l’Université Laval, dont les Facultés de médecine et de sciences et de génie, qui leur ont attribué trois chaires de recherche du Canada (Lucie Germain, François Gros-Louis, Diego Mantovani), une chaire philanthropique (Lucie Germain), ainsi que deux centres thématiques prioritaires de l’Université Laval: le centre LOEX de l’Université Laval (Lucie Germain, directrice) et le Centre de recherche pour les matériaux avancés (CERMA).

Les chercheurs en médecine régénératrice œuvrent à améliorer la compréhension de diverses pathologies (pathologies oculaires, psoriasis, sclérose latérale amyotrophique (SLA), cicatrices hypertrophiques, etc.), et à proposer des solutions innovantes pour la guérison des plaies, le traitement de l’athérosclérose oblitérante et le manque chronique d’organes à transplanter. Ils produisent des tissus 3D reconstruits in vitro par génie tissulaire afin de traiter des patients dans le contexte d’essais cliniques approuvés par Santé Canada. Les chercheurs manifestent particulièrement leur leadership au niveau des réseaux du FRQNT (Centre Québécois sur les Matériaux Fonctionnels (CQMF)) et du FRQS (réseau de thérapie cellulaire, tissulaire et génique du Québec (ThéCell) et réseau en recherche en santé de la vision (RRSV)). Ils occupent divers postes administratifs tels que ceux de directrice de réseau, de directeurs/codirecteurs d’axe, de responsables d’infrastructures, de président du comité scientifique et de bourses étudiantes.

Notre axe s'implique également dans de grands projets:

1. Jumelé à un réseau européen comprenant huit universités et financé par une subvention Horizon 2020 Marie-Curie
2. Le Canadian Donation and Transplantation Research Program (CDTRP), qui vise à améliorer la transplantation d'organes solides (IRSC).