Un simple changement dans la façon dont les cellules du donneur sont traitées peut maximiser la production par une seule cellule de vésicules extracellulaires, qui sont de petites nanoparticules naturellement sécrétées par les cellules, selon une nouvelle recherche de chercheurs de l’Université de l’Illinois à Chicago.
La découverte offre de nouvelles pistes de recherche autour des thérapies cellulaires, qui utilisent des cellules transplantées – ; comme des cellules souches ou des cellules immunitaires, soit du patient soit d’un donneur – ; pour aider le corps à guérir ou à mieux fonctionner, et les patients et leurs médecins veulent le plus pour leur argent en termes de puissance. Pour les lésions pulmonaires, comme celles causées par le syndrome de détresse respiratoire aiguë, les traitements utilisant des vésicules extracellulaires se sont révélés prometteurs, mais restent coûteux et limités par le nombre de cellules données nécessaires pour atteindre un niveau thérapeutique.
Les chercheurs, dirigés par Jae-Won Shin, ont étudié le fonctionnement des vésicules extracellulaires. Grâce à des expériences, ils ont découvert que la modification du matériau dans lequel les cellules du donneur sont traitées peut avoir un impact important sur la puissance des vésicules extracellulaires.
Nous avons été très surpris qu’un simple changement environnemental puisse avoir un impact aussi important. Cela nous indique que les cellules interagissent différemment dans différents tissus, et cela a un impact sur la façon dont elles sécrètent des vésicules extracellulaires et influencent les autres cellules qui les entourent. »
Jae-Won Shin, professeur assistant UIC au département de pharmacologie et médecine régénérative et au département de génie biomédical
La clé, ont-ils découvert, était d’utiliser un matériau hydrogel mou qui ressemble plus à l’environnement naturel des tissus pour préparer les particules. Lorsqu’ils ont comparé les particules cultivées à partir de cellules dans des matériaux traditionnels avec celles cultivées dans un matériau plus mou, ils ont vu que les vésicules extracellulaires étaient sécrétées en plus grande quantité dans le substrat plus mou.
« Dans les substrats rigides, les structures cytosquelettiques dans les cellules sont denses et moins flexibles. Cela rend difficile la sortie des vésicules extracellulaires des cellules. Mais dans le substrat mou, ces structures sont moins denses, plus flexibles et plus étalées, ce qui rend l’environnement plus propice à la sécrétion des particules par les cellules », a déclaré le premier auteur Stephen Lenzini, un ancien élève de l’UIC qui a travaillé sur l’étude dans le laboratoire de Shin en tant qu’étudiant diplômé.
Shin a déclaré: « C’est pourquoi moins de cellules donneuses sont nécessaires pour produire le même nombre de particules. »
Ils ont également comparé le potentiel thérapeutique des particules produites dans les différents matériaux. Ils ont observé que la même dose de vésicules extracellulaires produites à partir du substrat plus mou était beaucoup plus efficace pour faciliter les processus de réparation que les vésicules extracellulaires produites à partir d’un substrat plus dur traditionnel.
« Comprendre cela ouvre la porte à de nombreuses nouvelles pistes d’investigation pour les essais en laboratoire et cliniques de traitements qui utilisent des vésicules extracellulaires de donneurs pour réparer les tissus endommagés, comme cela se produit dans les poumons de certains patients COVID-19 qui font face à des complications comme le SDRA », a-t-il déclaré. .
