Des chercheurs de l’UCLA ont mis au point un échafaudage injectable qui améliore la régénération des axones chez les souris souffrant de lésions de la moelle épinière.
Les lésions de la moelle épinière entraînent une paralysie permanente et, malheureusement, les médecins ne peuvent pas faire grand-chose pour réparer les dommages. Des chercheurs de l’université de Californie à Los Angeles (UCLA) ont montré, lors de tests effectués sur des souris, que l’injection d’un matériau d’échafaudage poreux pouvait aider le corps à réparer les lésions.
Le corps est naturellement capable de réparer de nombreuses blessures, mais il a du mal avec certaines des plus importantes. Les axones, les fibres nerveuses qui transportent les signaux électriques dans le corps, ne peuvent pas se régénérer après une blessure, ce qui rend les lésions vertébrales si débilitantes. L’un des principaux problèmes est causé par l’afflux de cellules immunitaires sur le site après la blessure. Cela conduit à la formation de tissu cicatriciel, qui peut empêcher les axones de se reconnecter.
Pour cette nouvelle étude, l’équipe de l’UCLA a donc cherché à leur donner un coup de pouce en créant un environnement qui soutient les cellules et les encourage à réparer les connexions. Il s’agissait d’un matériau d’échafaudage fait d’acide hyaluronique, rempli de pores dans lesquels les cellules peuvent migrer, et chargé de vecteurs de thérapie génique. Ces vecteurs codent pour une molécule appelée facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), qui aide les axones à survivre plus longtemps et à se régénérer.
Lors de tests effectués sur des souris, l’équipe a injecté ce biomatériau d’échafaudage dans les sites de lésions de la colonne vertébrale. Ils ont constaté qu’un plus grand nombre de cellules s’infiltraient dans l’échafaudage et que l’administration de gènes et la réparation des tissus étaient améliorées chez les souris ayant reçu l’échafaudage avec les vecteurs BDNF, par rapport à un groupe témoin ayant reçu un échafaudage sans vecteurs.
Huit semaines après l’injection, les sites blessés se rétablissent à des rythmes différents. A gauche : souris injectées avec un échafaudage de contrôle. À droite : souris injectées avec un échafaudage contenant des vecteurs de thérapie génique, améliorant le nombre d’axones (rouge) et de cellules gliales myélinisantes (vert).
« Dans cette étude, nous démontrons que l’incorporation d’un réseau régulier de pores dans ces matériaux, où les pores ont une taille similaire à celle des cellules normales, augmente l’infiltration des cellules du tissu de la moelle épinière dans l’implant matériel et améliore la régénération des nerfs dans toute la zone lésée », explique Stephanie Seidlits, un des auteurs de l’étude.
Dans d’autres tests, l’équipe a expérimenté des échafaudages présentant soit une variété de tailles de pores, soit une plus grande régularité entre eux. Ils ont constaté que le réseau avec des formes de pores plus régulières aidait les nerfs à mieux peupler l’échafaudage et à augmenter la régénération.
« Ces résultats nous renseignent sur la manière de maximiser l’interface avec le système nerveux », déclare Stephanie Seidlits. « Cela a des applications potentielles non seulement pour le développement de nouvelles thérapies pour la réparation du cerveau et de la moelle épinière, mais aussi pour les interfaces cerveau-machine, les prothèses et le traitement des maladies neurodégénératives. »
D’autres études sur le traitement des lésions de la moelle épinière ont trouvé des résultats prometteurs en injectant des cellules souches ou des molécules exprimées par celles-ci dans les sites de lésions, tandis que d’autres pourraient activer la thérapie génique réparatrice en administrant un médicament « interrupteur ».
https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0035291
