Pour la première fois, une équipe de recherche des villes jumelles de l'Université du Minnesota a démontré un processus révolutionnaire qui combine l'impression 3D, la biologie des cellules souches et les tissus cultivés en laboratoire pour la récupération des lésions de la moelle épinière.
L'étude a récemment été publiée dans Matériel de santé avancéune revue scientifique évaluée par des pairs.
Selon le National Spinal Cornel Buthing Statistical Center, plus de 300 000 personnes aux États-Unis souffrent de lésions de la moelle épinière, mais il n'y a aucun moyen d'inverser complètement les dommages et la paralysie de la blessure. Un défi majeur est la mort des cellules nerveuses et l'incapacité pour les fibres nerveuses de repousser le site de la blessure. Cette nouvelle recherche aborde ce problème de front.
La méthode consiste à créer un cadre unique imprimé en 3D pour les organes cultivés en laboratoire, appelés échafaudages organoïdes, avec des canaux microscopiques. Ces canaux sont ensuite peuplés de cellules progénitrices neuronales spinales spécifiques à la région (SNPC), qui sont des cellules dérivées de cellules souches adultes humaines qui ont la capacité de diviser et de se différencier en types spécifiques de cellules matures.
« Nous utilisons les canaux imprimés en 3D de l'échafaudage pour diriger la croissance des cellules souches, ce qui garantit que les nouvelles fibres nerveuses se développent de la manière souhaitée », a déclaré Guebum Han, un ancien chercheur en génie mécanique de l'Université du Minnesota. « Cette méthode crée un système de relais qui, lorsqu'il est placé dans la moelle épinière, contourne la zone endommagée. »
Dans leur étude, les chercheurs ont transplanté ces échafaudages en rats à moelle épinière qui ont été complètement coupés. Les cellules ont réussi à se différencier en neurones et ont étendu leurs fibres nerveuses dans les deux directions-rostral (vers la tête) et caudal (vers la queue) – pour former de nouvelles connexions avec les circuits nerveux existants de l'hôte.
Les nouvelles cellules nerveuses se sont intégrées de manière transparente dans le tissu de la moelle épinière hôte au fil du temps, conduisant à une récupération fonctionnelle significative chez les rats.
La médecine régénérative a provoqué une nouvelle ère dans la recherche sur les lésions de la moelle épinière. Notre laboratoire est ravi d'explorer le potentiel futur de nos «mini-mobiles spinaux» pour la traduction clinique ».
Ann Parr, professeur de neurochirurgie, Université du Minnesota
Bien que la recherche en soit à ses débuts, elle offre une nouvelle avenue d'espoir pour les personnes souffrant de blessures à la moelle épinière. L'équipe espère augmenter la production et continuer à développer cette combinaison de technologies pour les futures applications cliniques.
En plus de Han et Parr, l'équipe comprenait Hyunjun Kim et Michael McAlpine du département de génie mécanique de l'Université du Minnesota; Nicolas S. Lavoie, Nandadevi Patil et Olivia G. Korenfeld du Département de neurochirurgie de l'Université du Minnesota; Manuel Esguerra du Département des neurosciences de l'Université du Minnesota; et Daeha Joung du Département de physique de la Virginia Commonwealth University.
Ce travail a été financé par les National Institutes of Health, l'État du Minnesota Spinal Cornel Bleshing and Traumatic Brain Belowing Research Program et la Sprial Cornel Society.
