Les maladies cardio-vasculaires représentent une des causes majeures de mortalité parmi les populations occidentales. D’incidence plus importante chez les personnes de plus de 50 ans, elles causent l’hospitalisation et le décès de plusieurs centaines de personnes au Canada chaque année. La recherche se penche sur la question tant pour prévenir que pour guérir.

À l’échelle mondiale, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) estime qu’environ un tiers des décès est causé par des maladies cardiovasculaires. Elle estime aussi qu’un décès sur huit implique une insuffisance cardiaque aux États-Unis. Au Canada, environ 38% des décès sont causés par des maladies cardiovasculaires, c’est-à-dire qui concernent le cœur et la circulation sanguine. Les pathologies sont variées: angine de poitrine, insuffisance cardiaque, valvulopathies, troubles du rythme cardiaque, hypertension artérielle, etc.

Les valvulopathies sont des maladies qui touchent le dysfonctionnement des valves. Ces dernières sont des structures du cœur qui séparent les cavités et empêchent le sang de couler dans le mauvais sens. Il y a quatre types de valves, mais c’est la valve aortique qui est la plus souvent concernée. Le traitement peut être de nature médicinale ou chirurgicale. En chirurgie, la pratique la plus courante consiste à remplacer la valve défectueuse du patient par une valve d’origine bovine ou porcine. C’est une méthode qui a fait ses preuves par le passé, mais ce genre de valves doit être remplacé tous les dix ans. Il y a aussi les risques de rejet du patient, sans parler des méfaits de l’immunosuppression, c’est-à-dire l’affaiblissement du système immunitaire causé par les médicaments.

L’équipe de recherche en génie mécanique du Dr Jean Ruel de l’Université Laval, en collaboration avec une équipe de recherche en génie tissulaire, propose une solution de remplacement prometteuse quant à l’origine des valves. Le génie tissulaire permet de fabriquer des valves tridimensionnelles en laboratoire (in vitro) à partir des cellules souches du patient. Cependant, les valves ainsi produites ne peuvent être greffées au patient parce qu’elles sont trop fragiles et qu’elles ne peuvent pas résister au stress mécanique induit par le flux sanguin. C’est là qu’intervient le génie mécanique: l’équipe du Dr Ruel a conçu un bioréacteur qui reproduit les composantes et les caractéristiques du système cardiovasculaire. Il s’agit de placer la valve dans un système fermé, dans lequel on fait circuler un fluide, tout en reproduisant les paramètres de pression et de débit propres à la circulation sanguine. «Le but est de soumettre la valve produite in vitro aux conditions qu’elle rencontre dans un corps humain afin de la pré-conditionner au stress mécanique, explique Geneviève Lachance, étudiante à la maîtrise au laboratoire du Dr Ruel. Ce préconditionnement se fait par étapes. On soumet d’abord la valve à des conditions de pression et de débit propres aux enfants en bas âges et on augmente progressivement les paramètres selon les courbes d’évolution.» «Il faut noter que le bioréacteur sur lequel nous travaillons est capable de reproduire à la fois la pression et le débit de façon modulable, ce qui est une première, précise Catherine Tremblay, étudiante à la maîtrise au même laboratoire. Il n’y a aucun bioréacteur de la sorte sur le marché de nos jours. Tous ceux qui existent sont encore à l’étude.» Bien entendu, ce dispositif étant encore expérimental, il faudra attendre avant que cette pratique soit établie dans les hôpitaux.