fr.3b-international.com
Diabète: Stimuler les cellules souches osseuses peut améliorer la réparation des fractures
Les chercheurs ont découvert une protéine qui stimule les cellules souches osseuses chez les souris atteintes de diabète afin que les animaux guérissent mieux après une fracture. Ils suggèrent que cela pourrait conduire à un nouveau traitement pour améliorer la réparation osseuse chez les personnes atteintes de diabète.
Les os des souris normales (en haut) forment de plus grandes callosités pendant la guérison, ce qui conduit à une réparation plus forte. Cependant, les os des souris diabétiques (en bas) ont des callosités plus petites, ce qui conduit à des os cicatrisés plus fragiles.
Crédit d'image: Ruth Tevlin et al.
L’équipe de l’École de médecine de l’Université Stanford de Palo Alto, en Californie, rapporte les résultats dans la revue. Médecine translationnelle des sciences.
Michael T. Longaker, professeur de chirurgie plastique et reconstructive et l’un des auteurs principaux de l’étude, résume le travail:
"Nous avons découvert la raison pour laquelle certains patients diabétiques ne guérissent pas bien des fractures et nous avons mis au point une solution qui peut être appliquée localement pendant la chirurgie pour réparer la fracture."
Le diabète est une maladie chronique qui se produit lorsque la capacité de l'organisme à produire ou à répondre à l'insuline, une hormone qui régule la glycémie, est altérée.
Une augmentation du taux de sucre dans le sang (hyperglycémie) est un effet fréquent du diabète non contrôlé et, avec le temps, peut entraîner de graves lésions dans de nombreuses parties du corps, notamment le c?ur, les vaisseaux sanguins, les yeux, les reins et les nerfs.
Aujourd'hui, il y a plus de 420 millions de personnes atteintes de diabète dans le monde, soit près de quatre fois plus qu'en 1980 (108 millions).
La cicatrisation osseuse problématique est l'une des nombreuses complications pour la santé dont souffrent les personnes atteintes de diabète. À la suite d'une fracture ou d'une fracture, leurs os peuvent mal guérir.
"Le diabète sévit dans le monde entier", explique le professeur Longaker, "et toute amélioration de la capacité des personnes affectées à guérir des fractures pourrait avoir un effet extrêmement positif sur leur qualité de vie."
Réduction de l'activité des cellules souches squelettiques chez la souris diabétique
Dans leur étude, le professeur Longaker et ses collègues ont observé une réduction de l'activité des cellules souches osseuses chez les souris ayant développé un diabète, ainsi que dans des échantillons osseux de patients diabétiques ayant subi une arthroplastie.
Faits saillants sur le diabète- Les estimations suggèrent qu'environ 8,5% des adultes souffrent de diabète
- La maladie est une cause majeure d'insuffisance rénale, de cécité, de crise cardiaque, d'accident vasculaire cérébral et d'amputation d'un membre inférieur
- Les taux de diabète ont augmenté plus rapidement dans les pays à revenu intermédiaire et faible.
En savoir plus sur le diabète
Dans d'autres expériences, ils ont découvert une protéine qui stimule les cellules souches osseuses. Lorsqu'ils ont appliqué la protéine sur les sites de fracture osseuse chez la souris, elle a accru l'expression des protéines de signalisation clés et amélioré la guérison chez les animaux.
La nouvelle étude s’appuie sur des travaux antérieurs auxquels une partie de l’équipe a contribué, qui ont identifié et décrit une population de cellules dans les os de souris qui fonctionnent comme des cellules souches squelettiques (SSC).
Ces cellules souches adultes peuvent devenir des composants du système squelettique, y compris les os, le cartilage et le stroma, une partie de la moelle osseuse.
Les chercheurs ont ensuite découvert que la guérison des fractures chez les souris était gravement compromise lorsque leurs niveaux de SSC étaient très bas.
Cette découverte a amené l'équipe à se demander s'il pouvait y avoir un problème avec les SSC chez les personnes atteintes de diabète, dont les os guérissent souvent mal après une fracture.
Les souris diabétiques avaient moins de protéines de signalisation «hedgehog»
Pour la nouvelle étude, l'équipe a utilisé des souris pour développer un diabète de type 2 à l'âge d'environ 4 semaines. Les animaux ont montré une guérison normale des fractures avant que la maladie ne se développe. Cependant, après l'apparition, l'os réparé était significativement plus faible et moins dense que l'os chez des souris normales non diabétiques.
L'équipe a également découvert que les souris diabétiques présentaient un nombre beaucoup plus faible de cellules souches osseuses dans les os en voie de guérison 7 jours après la fracture que les souris normales.
Après une série d'expériences, les chercheurs ont établi que les SSC fonctionnaient normalement et qu'il n'y avait pas de raisons systémiques à la réduction des effectifs.
Cela laisse la possibilité d'un problème avec les signaux que les cellules reçoivent de leur environnement ou de leur niche.
Lorsque les chercheurs ont examiné de plus près, ils ont constaté que les souris diabétiques produisaient moins de protéines de signalisation «hedgehog», connues pour leur rôle important dans le développement embryonnaire, la régénération tissulaire et d'autres processus biologiques clés.
Ils ont ensuite montré que le blocage de la voie de signalisation hedgehog chez des souris non diabétiques présentant des fractures provoquait une repousse osseuse plus faible et plus fragile que la normale, tout comme leurs homologues diabétiques.
Augmentation de la signalisation hedgehog bloquée par le TNF-alpha
L'équipe a également constaté que l'ajout des protéines de signalisation hedgehog dans les niches SSC des souris diabétiques rétablissait leur capacité à guérir les fractures comme les souris normales.
Dans une dernière série d’expériences, l’équipe a travaillé avec des échantillons d’os de patients atteints ou non de diabète et ayant subi des arthroplasties.
Les chercheurs ont comparé l'expression de protéines importantes pour la voie de signalisation hedgehog dans les échantillons. Ce qu'ils ont trouvé était similaire aux résultats obtenus chez les souris. Les échantillons osseux de patients diabétiques ont montré une expression significativement réduite des protéines de signalisation.
Ils se sont demandés si la réduction de la signalisation était due à l'effet de l'inflammation associée au diabète sur le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-alpha), dont on sait qu'ils sont élevés chez les personnes atteintes de diabète.
L'équipe a trouvé des augmentations correspondantes du TNF-alpha chez les souris diabétiques. D'autres tests ont montré que ces niveaux élevés de la molécule bloquaient l'expression de certaines protéines de signalisation hedgehog.
Cependant, les chercheurs avertissent que le blocage complet de tous les TNF-alpha pourrait entraîner de graves conséquences, car la molécule joue un rôle clé dans de nombreux autres processus biologiques.
"Nous avons élaboré une stratégie réalisable pour inverser une pathologie spécifique d'un tissu - l'incapacité de guérir efficacement les fractures du squelette - dans une maladie métabolique complexe comme le diabète, par l'application locale d'un composé pour stimuler l'activité des cellules souches adultes. anticiper que les thérapies moléculaires à médiation hedgehog qui ciblent directement les cellules souches chez les patients humains pourraient être thérapeutiques. "
Prof. Michael T. Longaker
Découvrez comment l'altération chimique pourrait accélérer la disponibilité de l'insuline.
Une nouvelle étude sur des souris dans lesquelles les chercheurs ont reproduit un type rare de cellules immunitaires dans le laboratoire et l'a réinjectée dans l'organisme suscite l'espoir d'un nouveau traitement pour les maladies auto-immunes graves telles que la sclérose en plaques et la polyarthrite rhumatoïde. Les chercheurs, du centre médical de l’université Duke aux États-Unis, décrivent leur travail sur un type de cellule B, dans un document publié en ligne dans Nature le week-end.
La FDA approuve un dispositif qui aide les aveugles à «voir avec la langue»
Un dispositif non invasif qui permet aux personnes aveugles de percevoir des images visuelles en utilisant leur langue a reçu l’approbation marketing de la Food and Drug Administration américaine. Le BrainPort convertit les images en impulsions électriques qui sont ressenties sur la langue sous forme de vibrations ou de sensations de picotement. Crédit d'image: Wicab Inc Utilisé avec une canne ou un chien d'assistance, le BrainPort V100 peut améliorer la capacité des personnes à naviguer dans leur environnement en "goûtant la lumière".
