Un nouveau traitement par cellules souches hydrogel répare les tissus cérébraux blessés chez la souris

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Un nouvel hydrogel «hybride», qui permet aux cliniciens de délivrer en toute sécurité des cellules souches sur le site d’une lésion cérébrale chez la souris, a été développé par des chercheurs de l’Université de Melbourne et de l’Université nationale australienne.

Un hydrogel est un gel à base d’eau qui peut être utilisé pour délivrer des substances dans le corps et peut être utilisé pour favoriser la croissance efficace de nouvelles cellules.

Publié dans Communication Naturela percée de preuve de concept résout un défi majeur auquel sont confrontés les chercheurs sur les cellules souches depuis les années 1980 : maintenir les cellules souches en vie suffisamment longtemps pour leur permettre d’évoluer en cellules nécessaires à la création de nouveaux tissus lorsqu’elles sont insérées dans une partie endommagée du corps.

L’hydrogel fournit à la fois les cellules souches et l’oxygène nécessaires pour maintenir les cellules souches en vie pendant le processus d’injection et pour garantir que les cellules souches évoluent vers le type de cellules nécessaires pour créer de nouveaux tissus afin de réparer les dommages. Les chercheurs pensent que cette avancée bénéficiera aux traitements par cellules souches dans de nombreuses autres parties du corps au-delà du cerveau et du système nerveux central.

L’équipe qui a développé l’hydrogel est codirigée par le professeur David Nisbet de l’Université de Melbourne, directeur de l’Institut Graeme Clark de génie biomédical ; et le professeur Colin Jackson de l’Université nationale australienne (ANU), membre des centres d’excellence Innovations in Peptide and Protein Science et Synthetic Biology Australian Research Council.

Le professeur Nisbet a déclaré : « Après une blessure telle qu’un accident vasculaire cérébral, il y a une zone morte dans le cerveau, y compris le système sanguin. Nous avons donc besoin d’un apport sanguin temporaire pour soutenir les cellules jusqu’à ce que le système sanguin se répare. Cet hydrogel breveté fournit cela.

« Très peu de traitements médicamenteux peuvent traiter des conditions comme les accidents vasculaires cérébraux ou la maladie de Parkinson et ils ont peu d’efficacité. Il n’existe actuellement aucun traitement qui puisse inverser ces conditions. »

Le professeur Jackson a déclaré que cette percée intéressera les chercheurs et les cliniciens du monde entier et conduira probablement à de nombreux traitements médicaux révolutionnaires.

« La preuve de concept a maintenant été démontrée dans le cerveau des souris, mais la recherche représente une stratégie généralisable pour développer des nanomatériaux injectables pour une gamme variée d’applications, y compris la transplantation de cellules, l’administration de gènes et de médicaments, les modèles de maladies in vitro en 3D et les organes sur -a-chip », a déclaré le professeur Jackson.

Au cours de cinq années de recherche, l’équipe a découvert qu’une protéine synthétique à base de myoglobine – une protéine naturelle présente à des concentrations élevées dans les muscles cardiaques des cachalots et des chevaux – ajoutée à leur hydrogel fournissait la libération d’oxygène soutenue nécessaire pour assurer que les cellules souches survivent au processus de livraison et se développent dans le type de cellules nécessaires pour réparer le tissu cérébral.

On pense que les baleines et autres animaux qui plongent en profondeur ont développé de fortes concentrations de myoglobine dans leurs tissus musculaires afin qu’ils puissent absorber lentement autant d’oxygène que possible pendant la plongée. De même, on pense que les chevaux ont développé des concentrations plus élevées de myoglobine afin de pouvoir courir sur de plus longues distances.

Le professeur Clare Parish de l’Université de Melbourne a mené les études sur la souris et a déclaré que les résultats avaient été obtenus dans des tissus cérébraux blessés, ce qui ouvre la possibilité de développer de nouveaux tissus pour un futur traitement humain.

« Nous avons vu que l’hydrogel incorporant de la myoglobine et des cellules souches réparait les tissus cérébraux lésés. L’analyse 28 jours après l’administration de l’hydrogel a révélé une survie et une croissance considérablement améliorées des nouvelles cellules souches nécessaires au bon fonctionnement du cerveau, par rapport à un hydrogel sans myoglobine. « , a déclaré le professeur Parish.

« Nous avons observé que le nouveau tissu pouvait être stimulé de la même manière que le tissu cérébral sain, fournissant la première preuve des avantages de l’inclusion de l’apport d’oxygène dans un hydrogel pour assurer la survie à long terme et l’intégration des greffes de cellules souches. »

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