Le muscle cardiaque est endommagé et la fonction cardiaque est affectée lorsque les vaisseaux sanguins alimentant le cœur sont bloqués. Un nouvel hydrogel porteur de cellules souches aide les souris à se remettre de cette maladie, appelée infarctus du myocarde, en stimulant la formation de nouveaux vaisseaux sanguins. Développé par une équipe de scientifiques de l’Université du Kansai au Japon, le système de délivrance de cellules souches est décrit dans la revue Science and Technology of Advanced Materials.
L’hydrogel agit comme un échafaudage qui maintient les cellules souches en place au site d’injection et les maintient en vie plus longtemps. Les cellules souches produisent des cytokines qui stimulent la formation de vaisseaux sanguins pour aider le cœur à récupérer. Le gel est biodégradable, il finit donc par se dissoudre et est éliminé par le corps. Crédit d’image: Université du Kansai
L’équipe a utilisé des cellules souches dérivées du tissu adipeux dans leur application. Ces soi-disant «cellules souches dérivées du tissu adipeux» ont déjà été étudiées pour traiter les tissus cardiaques endommagés dus à la réduction du flux sanguin vers le cœur, connue sous le nom d’ischémie myocardique. L’idée est que les cellules souches libèrent des facteurs stimulants pour régénérer les vaisseaux sanguins une fois injectés dans le tissu cardiaque endommagé. Le problème, cependant, est qu’ils ne peuvent pas être retenus ou survivre dans les tissus assez longtemps. Dans d’autres études, les scientifiques ont découvert que l’injection d’hydrogels biodégradables sans cellules dans les tissus cardiaques endommagés permet une récupération partielle des fonctions cardiaques.
Le bio-ingénieur de l’Université du Kansai, Yuichi Ohya, et ses collègues ont mélangé les deux techniques.
Premièrement, ils ont développé des formules d’hydrogel qui peuvent maintenir les cellules souches en place pendant de plus longues périodes sur le site des lésions tissulaires. Ces hydrogels commencent sous forme de solution lorsqu’ils sont à température ambiante. Cela facilite le mélange dans les cellules souches. Lorsque la solution est injectée dans un organe, elle se réchauffe à la température du corps, déclenchant sa transformation en gel.
L’un de leurs hydrogels était particulièrement efficace pour rester à l’état de gel. Il a été fabriqué avec une combinaison de molécules, appelées tri-PCG, auxquelles sont attachés des groupes acrolyle. Le tri-PCG-acryle a ensuite été mélangé avec un dérivé de polythiol.
L’équipe a ajouté des cellules souches dérivées du tissu adipeux à l’hydrogel et observé, à la fois dans des boîtes de Pétri et à l’intérieur du tissu cardiaque de souris, combien de temps les cellules vivaient et quels types de gènes et de substances étaient produits par les cellules.
Les cellules souches ont pu survivre dans notre hydrogel injectable et ont libéré des molécules qui stimulent la formation de vaisseaux sanguins, améliorant ainsi la fonction cardiaque et la rendant efficace pour le traitement du cœur ischémique. »
Yuichi Ohya, bioingénieur, Université du Kansai
L’équipe prévoit ensuite de tester leur thérapie sur des animaux plus gros après avoir confirmé son innocuité, puis de mener des études cliniques chez l’homme. Ils prévoient également d’étudier l’utilisation de leur hydrogel injectable pour administrer des cellules immunitaires pour traiter le cancer ou dans des vaccins pour protéger contre les infections virales.
