- Un nouveau biomatériau, réalisable en impression 3D, pourrait permettre de cultiver en laboratoire des neurones
- Ces neurones seront ensuite transplantables aux patients souffrant de maladies neurodégénératives ou de lésions de la moelle épinière
- Cette innovation a de multiples implications thérapeutiques : elle pourrait ainsi servir à recréer d'autres tissus in vitro, comme du cartilage ou du tissu cardiaque
Sera-t-il un jour possible aux chirurgiens de transplanter des neurones sains chez des patients atteints d’une maladie neurodégénératives ou de lésions du cerveau ? Et que ces neurones sains aient été cultivés en laboratoire à partir des propres cellules d'un patient ?
C’est ce que laisse espérer une étude prometteuse menée par des chercheurs de l’université Northwestern, aux États-Unis, et publiée dans la revue Advanced Science. Cs derniers ont mis au point un matériau synthétique hautement bioactif qui se prête non seulement à l'impression 3D, mais peut aussi s’auto-organiser pour former des faisceaux de nanofibres "superstructurés" plus grands.
Un biomatériau dynamique
Selon les chercheurs, ces superstructures ont la capacité d’imiter la croissance des neurones. Elles sont créées à partir de molécules agiles, qui couvrent une distance des milliers de fois plus grande qu'elles-mêmes afin de se regrouper. À l'échelle microscopique, cette migration entraîne une transformation de la structure, qui passe de ce qui ressemble à un morceau de nouilles de ramen non cuites à des ballots semblables à des cordes.
De plus, lorsque les molécules dynamiques se déplacent pour former des superstructures, de larges pores s'ouvrent qui permettent aux cellules de pénétrer et d'interagir avec des signaux bioactifs qui peuvent être intégrés dans les biomatériaux.
De multiples implications thérapeutiques
Selon les chercheurs, la superstructure et les propriétés bioactives du matériau pourraient avoir de vastes implications pour la régénération des tissus. Par exemple, les neurones sont stimulés par une protéine du système nerveux central appelée facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), qui aide les neurones à survivre en favorisant les connexions synaptiques et en permettant aux neurones d'être plus plastiques.
Actuellement coûteuses à produire et se dégradant rapidement dans l’organisme, les protéines composant le BDNF sont synthétisées dans le nouveau matériau mis au point par les chercheurs. Cela pourrait ainsi avoir des implications thérapeutiques prometteuses précieuse pour les patients atteints de maladies neurodégénératives et de lésions de la moelle épinière.
Mais ce n’est pas tout. Selon le Pr Samuel I. Stupp, auteur principal des travaux, cette découverte pourrait faire une percée dans d'autres domaines de la médecine régénérative en appliquant différentes séquences chimiques à la matière. De simples modifications chimiques dans les biomatériaux permettrait ainsi de fournir des signaux pour un large éventail de tissus.
"Le cartilage et les tissus cardiaques sont très difficiles à régénérer après une blessure ou une crise cardiaque, et la plateforme pourrait être utilisée pour préparer ces tissus in vitro à partir de cellules dérivées des patients, explique le Pr Stupp. Ces tissus pourraient ensuite être transplantés pour aider à restaurer les fonctions perdues. Au-delà de ces interventions, les matériaux pourraient être utilisés pour fabriquer des organoïdes afin de découvrir des thérapies ou même être directement implantés dans les tissus pour les régénérer puisqu'ils sont biodégradables".
