Les cellules souches amniotiques stimulent la croissance des vaisseaux sanguins en thérapie hydrogel

Les scientifiques ont utilisé avec succès des cellules souches de liquide amniotique humain pour stimuler la croissance de vaisseaux sanguins robustes et fonctionnels dans les hydrogels de guérison injectés à des souris.
Deux semaines après l'implantation, des cellules hydrogel contenant des cellules souches amniotiques ont présenté une croissance de vaisseaux sanguins matures. La photo montre les noyaux cellulaires (bleu), les cellules endothéliales (rouge) et les cellules musculaires lisses (vert). La barre d'échelle est de 20 microns.
Crédit image: Jacot Lab / Rice University

L'équipe - dirigée par Jeffrey G. Jacot, professeur agrégé de bioingénierie à la Rice University et au Texas Children 's Hospital de Houston, au Texas - présente son travail dans Journal of Biomedical Materials Research Partie A.

Les chercheurs travaillent sur des moyens d'utiliser des cellules prélevées dans le liquide amniotique des femmes enceintes pour aider à guérir les bébés nés avec des malformations cardiaques.

Le liquide amniotique est souvent prélevé lors des tests standard effectués pendant la grossesse. Le liquide est généralement éliminé une fois les tests terminés, mais l’équipe explique qu’il s’agit maintenant d’une source prometteuse d’implants fabriqués à partir de matériel génétiquement assorti propre à un bébé.

Le Professeur Jacot dit que les cellules souches du liquide amniotique sont précieuses car elles peuvent se différencier en de nombreux autres types de cellules - y compris les cellules endothéliales qui fabriquent les vaisseaux sanguins.

Il commente leur réalisation:

"La principale chose que nous avons compris est comment obtenir un appareil vascularisé: des tissus cultivés en laboratoire, entièrement fabriqués à partir de cellules liquides amniotiques. Nous avons montré qu'il était possible d'utiliser uniquement des cellules dérivées du liquide amniotique."

Les hydrogels de guérison sont de plus en plus développés pour une utilisation en médecine. Par exemple, ils peuvent être utilisés comme «échafaudages» 3D en ingénierie tissulaire et ils peuvent également être utilisés pour cibler la livraison de médicaments précisément là où ils sont nécessaires.

Les échafaudages d'hydrogel fabriqués avec un biopolymère appelé fibrine sont largement utilisés dans la cicatrisation des plaies et dans la promotion de l'angiogenèse - où de nouveaux vaisseaux sanguins se détachent de ceux déjà présents dans les tissus voisins.

L'hydrogel de fibrine avec les cellules amniotiques a développé des vaisseaux sanguins plus robustes

Pour leur étude, l'équipe a utilisé des souris pour étudier ce qui se passe lorsque vous combinez les propriétés d'angiogenèse de l'hydrogel de fibrine avec l'effet générateur de cellules endothéliales des cellules souches amniotiques.

Ils ont d'abord apporté quelques modifications à l'hydrogel de fibrine, qui à lui seul était trop rigide et se dégradait trop rapidement. L'ajout de polyéthylène glycol à la fibrine rend l'hydrogel beaucoup plus souple et robuste.

Pour encourager les cellules souches amniotiques à se différencier en cellules endothéliales, les chercheurs les ont traitées avec un facteur de croissance endothélial vasculaire.

Les chercheurs ont découvert que des souris injectées uniquement avec de l'hydrogel modifié développaient des structures fibrillaires minces typiques de l'angiogenèse, mais les souris ayant reçu une injection d'hydrogel avec des cellules amniotiques présentaient de nouveaux réseaux de vaisseaux sanguins beaucoup plus robustes.

Des résultats similaires en utilisant de l'hydrogel ensemencé avec des cellules mésenchymateuses prélevées dans la moelle osseuse sont possibles, mais cette méthode ne garantit pas une correspondance tissulaire, explique le professeur Jacot.

Les auteurs ont également expérimenté l'utilisation d'hydrogel ensemencé avec des cellules endothéliales, mais cela n'a pas fonctionné aussi bien que prévu, ajoute-t-il.

L'équipe examine actuellement comment les cellules amniotiques pourraient être utilisées pour fabriquer des patchs biocompatibles pour réparer les coeurs des nourrissons nés avec des anomalies congénitales et pour d'autres procédures.

Les fonds pour cette étude provenaient des National Institutes of Health et de la National Science Foundation.

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