Translational approaches and bioprinting for corneal regeneration

La cécité cornéenne touche des millions de personnes dans le monde, mais la pénurie de cornées humaines de donneurs (HDC) limite l’accès aux traitements, en particulier pour les affections inflammatoires à haut risque telles que la kératite herpétique (HSK) due au virus de l’herpès simplex de type 1 (HSV-1), les brûlures chimiques et les perforations cornéennes. Il existe donc un besoin urgent de thérapies cornéennes accessibles. Les alternatives à base de biomatériaux, notamment les implants cornéens solides et les hydrogels gélifiants in situ, offrent des solutions prometteuses. Cette thèse explore trois stratégies complémentaires pour la régénération cornéenne. Premièrement, des implants cornéens solides à base de peptides collagéniques mimétiques–polyéthylène glycol (CLP-PEG) ont été évalués chez des modèles lapin et cobaye de HSK induite par trois souches de HSV-1. Les implants ont démontré une robustesse dans le microenvironnement inflammatoire et favorisé la régénération tissulaire ; toutefois, ils n’ont pas empêché la réactivation ni la réinfection par HSV-1. Deuxièmement, des méthodes de stérilisation terminale des implants cornéens CLP-PEG-MPC ont été comparées. Le dioxyde de carbone supercritique associé à l’acide peracétique (scCO₂-PAA) a efficacement éradiqué la contamination bactérienne tout en préservant la transparence optique, la résistance mécanique et la biocompatibilité. En revanche, la stérilisation par faisceau d’électrons (E-beam) s’est révélée moins efficace pour éradiquer les bactéries, a diminué l’intégrité mécanique, altéré la capacité de support de la prolifération des cellules cornéennes et modifié la morphologie de surface des implants CLP-PEG-MPC. Troisièmement, la bioprinting par transfert latéral induit par laser (LIST) a été utilisée pour la délivrance in situ d’un hydrogel à base de gélatine méthacrylate/2-hydroxyéthyl acrylate (GelMA/2-HEA) sur des plaies cornéennes murines. Ce procédé « drop-on-demand » a permis un dépôt de gouttelettes avec une précision au nanolitre dans des modèles ex vivo et in vivo, sans altérer les propriétés de l’hydrogel, soutenant ainsi une fermeture efficace des plaies, la restauration de la chambre antérieure et la régénération tissulaire. En conclusion, ces travaux font progresser le développement de substituts cornéens solides et injectables à base de biomatériaux, valident le scCO₂-PAA comme stratégie de stérilisation efficace et introduisent la bioprinting assistée par laser comme approche cliniquement pertinente pour la réparation cornéenne de précision.