Capacité de recréer le muscle cardiaque à partir de tissus cicatriciels

Une équipe d'ingénieurs biomédicaux a fait un pas de plus le jour où nous sommes capables de régénérer les tissus endommagés par les crises cardiaques.

Écrire dans le journal Rapports scientifiquesAnn Arbor, de l’Université du Michigan College of Engineering, explique comment elle a transformé des cellules communes au tissu cicatriciel en colonies de cellules cardiaques battantes.

Les tentatives précédentes de reprogrammer les cellules dans le tissu cicatriciel directement dans les cellules du muscle cardiaque ont montré de faibles taux de succès. L'équipe estime que l'une des raisons est liée à l'environnement des cellules, qui est mal compris, comme l'explique l'auteur principal Andrew Putnam, professeur agrégé de génie biomédical:

"De nombreuses études de reprogrammation ne prennent pas en compte l'environnement dans lequel se trouvent les cellules - elles ne considèrent rien d'autre que les gènes."

Cependant, le professeur Putnam, qui dirige un laboratoire spécialisé dans la signalisation cellulaire dans les tissus artificiels, a déclaré: "L'environnement peut dicter l'expression de ces gènes".

Encourager les cellules à former des colonies serrées pourrait être une étape clé

Pour leur étude, l'équipe a essayé de transformer des cellules cicatricielles appelées fibroblastes, obtenues à partir d'embryons de souris, en cellules du muscle cardiaque en les faisant croître dans des gels de rigidité variable.

Pour commencer la conversion des fibroblastes en cellules musculaires, ils les ont infectés par un virus porteur de gènes exprimés par les cellules souches. Ces "transgènes" ont trompé les fibroblastes en se comportant comme des cellules souches.

Cette étape est généralement ignorée lors de la reprogrammation directe, mais en l'incluant, l'équipe a incité les cellules à se diviser et à former des colonies. Sinon, ils seraient restés comme des "rangers isolés".

Avoir une communauté étroite de ces cellules progénitrices peut avoir aidé à la prochaine étape car, lorsqu'elles se développent, les cellules du muscle cardiaque sont également confortables avec leurs voisins.

Après une semaine de développement des cellules dans les différents gels, les chercheurs ont ajouté une protéine qui stimule la croissance du tissu cardiaque en signalant aux cellules souches de se transformer en cellules du muscle cardiaque.

Quelques jours plus tard, certaines des colonies de cellules se contractaient spontanément, comme des colonies de cellules du muscle cardiaque.

Les meilleurs résultats ont été obtenus dans les gels de fibrine et de fibrine-collagène

Les chercheurs ont découvert que les mélanges produisant les meilleurs résultats étaient des mélanges de fibrine et de fibrine-collagène. Dans ces environnements, jusqu'à la moitié des colonies se sont converties en muscle cardiaque.

Les gels de fibrine sont basés sur des protéines qui aident les plaquettes sanguines à former des caillots, tandis que les gels à base de collagène sont fabriqués à partir de protéines d'échafaudage qui structurent les tissus.

L'équipe affirme qu'il n'est pas certain que la fibrine semble si efficace pour soutenir les cellules du muscle cardiaque. Lorsqu'elle est soumise à une contrainte, la fibrine durcit, contrairement à la plupart des matériaux qui s'étireraient ou s'affaibliraient.

Le professeur Putnam dit que la fibrine a peut-être réussi parce que le muscle cardiaque fonctionne mieux avec un matériau qui se raidit quand il se contracte.

Il y a encore du chemin à parcourir avant que de tels résultats ne deviennent quelque chose d'utile pour la médecine cardiaque. Par exemple, l'utilisation de virus pour insérer les gènes de reprogrammation est risquée car elle peut conduire à des tumeurs, et il faut pouvoir modifier le tissu cicatriciel pour accepter la reprogrammation cellulaire ou la greffe de colonies cellulaires cultivées à l'extérieur du corps.

Pendant ce temps, Nouvelles médicales aujourd'hui ont récemment rapporté une étude menée par une équipe de l'université de Manchester au Royaume-Uni, qui a montré comment ils ont reprogrammé des cellules hépatiques de souris en cellules souches pluripotentes sans utiliser de virus.

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