Un hydrogel injectable renforce localement la densification osseuse
Démonstration de l’hydrogel facilement injectable © flowbone/LBO de l’EPFL
Des scientifiques de l’EPFL ont associé des injections d’un nouvel hydrogel avec des médicaments contre l’ostéoporose systémique chez des rats, ce qui a permis d’obtenir des augmentations locales rapides de la densité osseuse.
L’ostéoporose est une maladie dans laquelle l’os se résorbe plus rapidement qu’il ne se forme, affaiblissant progressivement sa structure au fil du temps et conduisant à des fractures. Bien que la maladie soit reconnue, Dominique Pioletti, responsable du Laboratoire de biomécanique en orthopédie de la Faculté des sciences et techniques de l’ingénieur de l’EPFL, souligne que les impacts économiques et sociétaux des fractures dues à l’ostéoporose sont souvent sous-estimés.
«En l’absence de mesures préventives efficaces, environ 40 % des femmes âgées de 50 ans et plus souffriront d’au moins une fracture ostéoporotique majeure. Chez les hommes, ce pourcentage est d’environ 20 %», indique le professeur. «En outre, les gens ne se rendent souvent pas compte de la gravité de la maladie. Les personnes âgées ayant une fracture du col du fémur, près de la hanche, ont un taux de mortalité de 20 % dans l’année qui suit la fracture, et plus de la moitié des personnes concernées ne reprennent jamais leurs activités antérieures à la fracture.»
Les personnes âgées ayant une fracture du col du fémur, près de la hanche, ont un taux de mortalité de 20 % dans l’année qui suit la fracture.
Le diagnostic d’ostéoporose est habituellement traité avec des médicaments systémiques qui agissent soit en diminuant le taux de résorption de l’os existant (anticatabolisme), soit en stimulant la formation osseuse (anabolisme). Mais ces deux types de traitement peuvent mettre jusqu’à un an avant de produire leur effet, ce qui rend les patientes et patients vulnérables aux fractures dans l’intervalle.
Dominique Pioletti et ses collègues de la start-up de l’EPFL flowbone ont mis au point un hydrogel injectable qui vise une augmentation rapide et localisée de la densité osseuse. En collaboration avec Vincent Stadelmann de la Schulthess Klinik de Zurich, l’équipe a présenté un nouveau traitement associant ces injections d’hydrogel à des médicaments systémiques classiques. Publiés dans la revue Bone, les résultats montrent que la densité osseuse est multipliée par quatre ou cinq dans les pattes de rats présentant une perte osseuse.
«Nous démontrons pour la première fois qu’un traitement combinant un médicament administré par voie systémique et une injection locale de notre hydrogel permet d’augmenter rapidement la densité osseuse et pourrait donc revoir la prévention des fractures dues à l’ostéoporose», explique Dominique Pioletti.
Stimuler la formation osseuse pour éviter les fractures
La plupart des traitements actuels de l’ostéoporose sont systémiques, et les quelques traitements locaux disponibles se font sous forme de pâtes qui durcissent en une sorte de ciment. En revanche, l’hydrogel facilement injectable développé par l’EPFL et flowbone est composé de nanoparticules d’acide hyaluronique et d’hydroxyapatite et conçu pour imiter les minéraux naturels dans les os.
Les résultats de l’étude ont montré que les injections d’hydrogel seul ont significativement densifié localement l’os de deux à trois fois, indépendamment du traitement systémique. Mais l’effet le plus significatif a été observé chez les rats ayant reçu un traitement anabolisant systémique (hormone parathyroïdienne) couplé à l’hydrogel mélangé au médicament anticatabolique zolédronate. À l’endroit de l’injection, la densité osseuse a augmenté jusqu’à 4,8 fois en seulement 2 à 4 semaines.
«Nos résultats suggèrent que les hydrogels injectables avec administration localisée d’un médicament anticatabolique peuvent compléter un traitement anticatabolique systémique, ou un traitement anabolisant systémique qui stimule la formation osseuse, en augmentant rapidement la densité osseuse locale», résume Dominique Pioletti.
Il ajoute que l’équipe de la start-up flowbone attend maintenant l’autorisation réglementaire pour procéder à une étude clinique sur des patientes et patients humains. «Nous espérons qu’une telle étude nous permettra de démontrer le bénéfice de notre hydrogel dans les cas où les patientes et patients ont besoin d’une densification osseuse rapide, par exemple pour soutenir un implant lorsque l’os est faible. Ensuite, nous nous appuierons sur ces données pour développer des thérapies visant à prévenir les fractures dues à l’ostéoporose.»
Vincent A. Stadelmann, Estelle Gerossier, Ulrike Kettenberger, Dominique P. Pioletti, Combining systemic and local osteoporosis treatments: A longitudinal in vivo microCT study in ovariectomized rats, Bone, Volume 192, 2025, 117373, ISSN 8756-3282, https://doi.org/10.1016/j.bone.2024.117373.