Devinette : quel est le polymère le plus abondamment produit par la nature ? Non, ce n’est pas la cellulose des végétaux, mais la chitine, le principal constituant des carapaces des insectes, des crustacés, des araignées, également présent dans les céphalopodes comme le calamar et dans les champignons. Cette biomolécule et son principal dérivé, le chitosane, sont étudiés de près par une équipe de chercheurs du laboratoire lyonnais « Ingénierie des matériaux polymères »¹. Avec une certaine réussite : grâce à ces « briques » existant dans la nature, ils viennent de créer un nouveau matériau très prometteur. Son signe particulier ? Suivant les structures que l’équipe lui donne, il pourrait être utilisé comme matériau de base sur lequel cultiver des cellules (bioréacteur), comme système de délivrance des médicaments ou encore comme implant lui-même.

Ce nouveau venu est à base d’« hydrogel ». Ni solides, ni liquides, les hydrogels sont en fait constitués d’eau piégée dans un réseau de polymères – ici de chitosanes – à trois dimensions. Les longues chaînes des polymères sont capables d’emprisonner de très grandes quantités d’eau, de solutions aqueuses, et même des cellules. Les avantages d’un tel matériau sont nombreux. Constitué de briques biologiques, il est compatible avec les organismes vivants. Il peut également être moulé ou sculpté selon l’architecture désirée. Enfin, ces hydrogels s’inspirent eux-mêmes des structures présentes dans les organismes biologiques. « Les tissus vivants peuvent tous être considérés comme des hydrogels physiques complexes : la peau, les os, les vaisseaux sanguins, etc., souligne Alain Domard, qui dirige l’équipe de recherche sur les matériaux polymères naturels et bioartificiels. On peut donc envisager l’élaboration de matériaux avec des propriétés proches des tissus vivants, utilisables dans des applications biologiques. »
Le dernier matériau élaboré par le laboratoire est donc une succession de membranes constituées de chitosane et empilées les unes sur les autres à la façon des couches d’un oignon. « Ce système constitue un excellent bioréacteur, constate Alain Domard. Pour preuve, nous l’avons testé avec différentes mises en culture de cellules de mammifères, et notamment des cellules de cartilage, les chondrocytes. Les résultats, publiés dans la revue Nature du 6 mars, sont prometteurs : les chondrocytes se multiplient et produisent une quantité très importante d’un tissu tout à fait semblable à du cartilage. Et ce bioréacteur peut être ainsi utilisé jusqu’à huit mois avec d’excellents résultats », poursuit-il. Ces derniers ont apparemment convaincu des partenaires industriels, avec qui le laboratoire est aujourd’hui en contact.

Virginie Lepetit