Kit de réparation de cellules souches pour AVC

Une nouvelle matrice de cellules souches neurales et un polymère biodégradable peuvent rapidement réparer les lésions cérébrales causées par un accident vasculaire cérébral chez le rat. En seulement sept jours après l'injection de la concoction directement dans la partie endommagée du cerveau, un nouveau tissu nerveux s'est développé pour remplir les cavités induites par l'AVC.

Cerveau en croissance : On voit ici un nouveau tissu nerveux créé à partir de cellules souches se formant dans la zone du cerveau avec une cavité causée par un accident vasculaire cérébral.

Les scientifiques disent que la clé de l'avancée, publiée aujourd'hui dans la revue Biomatériaux , est l'utilisation d'un polymère biodégradable appelé PLGA, qui garantit que les cellules souches restent dans la zone des dommages causés par l'AVC et établissent des connexions avec le tissu cérébral environnant. En réduisant le nombre de cellules souches parasites, le système est susceptible d'être plus sûr et plus efficace que d'autres méthodes, ajoutent les chercheurs.

Les accidents vasculaires cérébraux, qui surviennent en raison de saignements ou de vaisseaux sanguins bloqués dans le cerveau, entraînent la mort de certains tissus cérébraux. Ce tissu mort est ensuite éliminé par le système immunitaire, laissant un trou. Nous nous attendrions à une bien meilleure amélioration des résultats après un AVC si nous pouvons complètement remplacer le tissu cérébral perdu, et c'est ce que nous avons pu faire avec notre technique, dit Mike Modo , neurobiologiste à l'Institut de psychiatrie du King's College de Londres, qui a supervisé la recherche.

Plus tôtétudesavait indiqué que l'utilisation de structures de support, y compris des nanotubes de carbone, pourrait aider les cellules souches introduites pour remplacer le tissu cérébral endommagé par un accident vasculaire cérébral. Mais les dernières recherches, parrainées par le Conseil de recherche en biotechnologie et en sciences biologiques, semblent faire avancer le processus de manière significative. L'équipe a pu montrer que le trou dans le cerveau des rats causé par un accident vasculaire cérébral était complètement rempli de nouveau tissu nerveux primitif en sept jours. Cela soulève la possibilité de traitements radicalement meilleurs pour une maladie qui est la principale cause d'invalidité chez l'adulte dans les pays industrialisés.

Les chercheurs ont injecté des particules du polymère PLGA chargé de cellules souches neurales directement dans les cavités de l'AVC. Une fois à l'intérieur du cerveau, les particules se lient pour former des échafaudages complexes. L'équipe de Modo a utilisé des IRM pour déterminer où les injections de cellules souches étaient nécessaires et pour surveiller le développement de nouveaux tissus cérébraux. En quelques jours, nous pouvons voir des cellules migrer le long des particules d'échafaudage et former un tissu cérébral primitif qui interagit avec le cerveau de l'hôte, explique Modo. Progressivement, les particules se biodégradent, laissant plus d'espaces et de conduits pour les tissus, les fibres et les vaisseaux sanguins. La prochaine étape, dit-il, sera d'ajouter le facteur de croissance VEGF, qui devrait encourager les vaisseaux sanguins à pénétrer dans le nouveau tissu et accélérer son développement en tissu mature.

Réparation du cerveau : Ces trois images montrent le nouveau tissu, en noir, se développant pour remplir la cavité induite par l'AVC dans le cerveau (de gauche à droite) a) avant l'introduction des particules contenant des cellules souches, b) un jour après leur introduction, et c) sept jours après.

Ce projet est un excellent exemple où, en comprenant l'importance des échafaudages de biomatériaux, les cellules sont mieux en mesure de remplir le vide laissé par la blessure, dit Jonathan Cooper , bio-ingénieur à l'Université de Glasgow. Non seulement le biomatériau agit comme un support pour les cellules lorsqu'elles sont ensemencées dans le vide, mais à mesure que l'échafaudage se dégrade, il fournit l'espace physique pour la formation de nouveaux vaisseaux sanguins.

La clé de l'avancée était la capacité du nouveau polymère à encourager la croissance et la différenciation des cellules souches neurales à trois échelles différentes, explique le collègue de Modo. Kevin Shakesheff , ingénieur tissulaire à l'Université de Nottingham. À grande échelle, il permet au vide formé par la blessure d'obtenir très rapidement de nouveaux vaisseaux sanguins, ce qui est vital pour la survie du nouveau tissu. Au niveau cellulaire, la surface de l'échafaudage permet aux récepteurs des cellules souches de s'y attacher. Et au niveau moléculaire, cela permettra aux cellules de se mélanger avec les bons facteurs de croissance.

Shakesheff dit que des tests approfondis sont nécessaires avant que les essais humains de la matrice puissent commencer. Il espère cependant que le polymère PLGA sera commercialisé d'ici 12 mois pour une utilisation en chirurgie osseuse.

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