Une nouvelle forme d’oestrogène polymérisé développée à l’Institut polytechnique Rensselaer peut fournir une neuroprotection lorsqu’elle est implantée sur le site d’une lésion de la moelle épinière – évitant ainsi d’autres dommages. Ce résultat prometteur, retrouvé dans un modèle préclinique, a été récemment publié dans Neuroscience chimique ACS, et il jette les bases de l’avancement de ce nouveau biomatériau.
« Ce que nous avons vu qui nous donne de l’espoir, c’est plus de neuroprotection, ce qui signifie que nous avons vu plus de neurones épargnés et plus d’axones épargnés dans les tissus », a déclaré Ryan Gilbert, professeur de génie biomédical à Rensselaer et co-auteur de cet article. « Nous pensons que l’oestrogène libéré par notre conception de biomatériau fournit une réponse neuroprotectrice. »
Après une lésion de la moelle épinière, la réponse inflammatoire du corps peut causer des dommages supplémentaires aux cellules du système nerveux – comme une perte de neurones et d’axones – même au-delà du site de la blessure initiale. Une solution qui pourrait empêcher une détérioration supplémentaire, ou même favoriser la régénération au fil du temps, pourrait être un changement de paradigme dans le traitement. L’œstrogène est une hormone naturelle produite dans le corps. Une fois polymérisé, il s’avère prometteur comme source de neuroprotection suite à une lésion de la moelle épinière.
Gilbert, membre du Centre de biotechnologie et d’études interdisciplinaires de Rensselaer, a collaboré avec Edmund Palermo, professeur agrégé de science et d’ingénierie des matériaux à Rensselaer, pour concevoir ce polymère. L’aspect préclinique a été initié par Manoj Gottipati, un associé de recherche Rensselaer, travaillant actuellement dans le laboratoire de Phillip Popovich, professeur et directeur du département de neurosciences de l’Ohio State University. À l’état de l’Ohio, Gottipati a travaillé avec Zhen Guan du Centre de réparation du cerveau et de la moelle épinière pour tester le film d’oestrogène polymérisé. Les chercheurs ont observé une neuroprotection améliorée dans un modèle de souris préclinique qui avait l’œstrogène polymérisé implanté par rapport aux modèles qui n’ont pas reçu ce traitement.
Le polymère lui-même est entièrement composé d’œstrogènes, qui sont libérés lentement dans le corps au fil du temps lorsque les réactions de l’eau rompent les liaisons qui maintiennent la chaîne polymère ensemble, ce qui en fait une approche thérapeutique unique et prometteuse.
«Étant donné que la molécule de médicament est enchaînée dans chaque unité répétitive de la longue chaîne, elle contient une charge de médicament très élevée par rapport aux approches d’administration conventionnelles», a déclaré Palerme, également co-auteur de cet article et membre du Rensselaer Center for Matériaux, dispositifs et systèmes intégrés.
Selon Palermo, le polymère étudié dans cette recherche est l’un des nombreux candidats que les chercheurs continueront d’étudier tout en cherchant à trouver le taux de libération optimal pour une neuroprotection améliorée. Un réglage fin de l’hydrophobicité, des propriétés mécaniques et des taux d’hydrolyse pourrait tous faire une différence dans des aspects critiques de ses performances, tels que la rapidité avec laquelle le polymère libère des œstrogènes dans le corps.
« Tous ces facteurs joueront un rôle dans la cascade complexe d’événements biochimiques et biophysiques qui se produisent au cours de la réaction du corps à une lésion de la moelle épinière », a déclaré Palerme.
Alors que l’équipe continue de modifier ce biomatériau, ce que les chercheurs développent pourrait avoir des implications au-delà de la thérapeutique des lésions de la moelle épinière.
« Je dirais que cette approche pourrait être utilisée pour toute sorte de lésion du système nerveux central, de la moelle épinière aux lésions cérébrales », a déclaré Gilbert. « Tout ce que nous pourrions injecter ou le placer près du site de la blessure et faire libérer cette thérapie pendant une durée prolongée. »
La source:
Institut polytechnique de Rensselaer
Référence du journal:
Gottipati, MK, et coll. (2021) Effets neuroprotecteurs dépendants de la dose aiguë du poly (pro-17β-estradiol) dans un modèle murin de lésion de contusion vertébrale. ACS Neuroscience Chimique. doi.org/10.1021/acschemneuro.0c00798.
