Les biomatériaux sont de plus en plus utilisés chez les patients âgés, et les données cliniques montrent que les femmes sont plus souvent confrontées à des complications après une implantation. Autour de ce travail, des recherches se sont déjà accumulées sur la façon dont les cellules construisent le corps, dont une tumeur crée son propre arbre généalogique et dont les lymphocytes T reconnaissent l'ennemi. Cependant, l'influence de l'âge et du sexe sur la réaction de l'organisme à un implant restait mal étudiée, en particulier dans le contexte de la fibrose chronique.
Des souris de lignée C57BL6 âgées de 2 et 18 mois ont subi une lésion du muscle quadriceps fémoral, comblée par des particules de polycaprolactone ou de polyéthylène. Six semaines plus tard, le tissu a été prélevé et analysé par séquençage de l'ARN, cytométrie en flux et colorations histologiques, dont l'immunofluorescence. Pour évaluer l'activité des gènes, une analyse d'enrichissement de jeux de gènes a été utilisée, et pour quantifier la fibrose, le logiciel QuPath a été employé.
Le séquençage de l'ARN a révélé plus de trois mille gènes différentiellement exprimés entre les sexes à un même âge, alors qu'entre les âges au sein d'un même sexe, les différences étaient inférieures à deux cents. Chez les femelles, indépendamment de l'âge, les gènes de l'inflammation et de la matrice extracellulaire, y compris les collagènes fibrillaires, étaient surexprimés. Toutefois, l'histologie n'a pas montré de différences significatives dans l'épaisseur des fibres de collagène chez les femelles, mais chez les jeunes mâles, un collagène plus mature a été observé d'après le rouge picrosirius. La cytométrie en flux a montré que chez les mâles âgés, la proportion de lymphocytes T CD8+ augmente, tandis que chez les femelles, dans la fibrose induite par le matériau, la proportion de lymphocytes T CD4+ croît. Les macrophages des femelles en présence de l'implant exprimaient davantage CD86, un marqueur du phénotype pro-inflammatoire, alors que chez les mâles, CD206, associé au remodelage de la matrice, était plus élevé.
Ce travail se démarque quelque peu des études voisines qui se concentrent sur les mécanismes cellulaires ou les propriétés des matériaux. Ici, pour la première fois, l'âge et le sexe sont systématiquement comparés dans un même modèle de fibrose avec deux implants différents, ce qui met en évidence des effets dépendants du contexte. Contrairement aux travaux qui n'étudient qu'un seul facteur, cette recherche montre que la prédiction de la réponse à un implant exige de prendre en compte les deux variables et ne peut pas se fonder uniquement sur les données transcriptomiques.
Le sujet pourrait évoluer vers l'élucidation des mécanismes sous-jacents aux différences entre les sexes : le rôle des hormones et de l'équipement chromosomique. Il serait également prometteur d'étudier comment les modifications liées à l'âge dans les cellules stromales et l'accumulation de cellules sénescentes influencent la fibrose autour de l'implant. Peut-être développera-t-on des matériaux adaptés au sexe et à l'âge du patient, par exemple avec une vitesse de dégradation différente ou des revêtements immunomodulateurs.
Les résultats influeront sur les essais précliniques de biomatériaux, en obligeant à inclure les deux sexes et différentes tranches d'âge. Cela importe aussi pour la conception de matériaux immunomodulateurs ciblant les macrophages, car leur phénotype dépend du sexe et de l'âge.
L'étape suivante pourrait être l'étude du rôle des hormones sexuelles et de l'équipement chromosomique dans les différences observées. Il faudrait aussi vérifier si ces régularités se maintiennent chez d'autres lignées de souris et avec des matériaux biodégradables.
Ce travail est directement lié à un problème non résolu dans le domaine des biomatériaux : pourquoi certains patients rejettent un implant et d'autres non. L'âge et le sexe sont des variables clés encore souvent ignorées dans les études précliniques, ce qui peut conduire à des conclusions erronées sur la sécurité et l'efficacité.
La différence d'expression des gènes entre les sexes à un même âge dépassait 3000 gènes, alors qu'entre les âges au sein d'un même sexe, il y avait moins de 200 différences. Cela montre à quel point le sexe influence davantage le transcriptome que l'âge dans ce modèle.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.