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Espoir d'injection de cellules pour régénérer les disques de la colonne vertébrale
Selon une étude publiée dans la revue, les scientifiques ont mis au point une nouvelle méthode pour arrêter ou inverser l'invalidité et la douleur causées par une discopathie dégénérative de la colonne vertébrale. Biomatériaux.
Des chercheurs de la Duke Pratt School of Engineering de Duke University, à Durham, en Caroline du Nord, ont mis au point de nouveaux biomatériaux capables de délivrer un rappel de cellules réparatrices au noyau pulpeux (NP).
Le NP est l'amortissement "semblable à la gelée" trouvé entre les disques vertébraux. Selon les chercheurs, le tissu NP répartit la pression et offre une mobilité de la colonne vertébrale, aidant ainsi à soulager les maux de dos.
La discopathie dégénérative est une maladie rachidienne fréquente causée par la dégradation des disques intervertébraux. Il est plus susceptible de se produire à mesure que la personne vieillit, où les disques commencent à s'user et à perdre leur capacité à amortir la colonne vertébrale. Cela peut entraîner d'autres complications, telles que l'arthrite.
Améliorer les méthodes existantes
Des recherches antérieures en laboratoire ont prouvé que la réimplantation de cellules NP peut retarder la dégénérescence du disque, selon les chercheurs.
Mais Aubrey Francisco, du département de génie biomédical de Duke, affirme que bien que de nombreuses entreprises proposent des stratégies de livraison de cellules pour empêcher la dégénérescence du disque, les méthodes sont médiocres et inefficaces et permettent aux cellules de migrer rapidement du site d’injection. "
Lori Setton, du Département de génie biomédical et du Département de chirurgie orthopédique de Duke, déclare:
"Notre objectif principal était de créer un matériau qui serait liquide au début, se gélifier après l’injection dans l’espace du disque et de garder les cellules à l’endroit où elles sont nécessaires. Notre deuxième objectif était de créer un matériau qui livré des cellules avec les indices environnementaux pour favoriser leur persistance et leur biosynthèse. "
Comment fonctionnent les biomatériaux
Le fonctionnement des nouveaux biomatériaux consiste à maintenir les cellules en place et à déclencher un processus qui imite la laminine, une protéine présente dans le tissu natif du NP.
Une nouvelle méthode fournit une injection de rappel de cellules réparatrices. Crédit photo: Aubrey Francisco.
Setton explique que la laminine se trouve généralement dans les disques juvéniles mais pas dégénérés. La protéine permet aux cellules injectées de se fixer et de rester en place avec le biomatériau fourni.
Setton ajoute que la laminine pourrait également permettre aux cellules de survivre plus longtemps, tout en produisant davantage de «matrice extracellulaire appropriée ou de support structurel des disques qui aident à arrêter la dégénérescence».
Dans cet esprit, les scientifiques ont mis au point un "gel mix" conçu pour réintroduire les cellules NP dans la zone du disque intervertébral (IVD).
Le gel est composé de trois composants; la protéine laminin-111 - qui a été modifiée chimiquement - et deux hydrogels de polyéthylène glycol (PEG) qui peuvent se fixer à la laminine modifiée. Une fois injecté, le gel maintient les cellules en place.
Ce gel a été injecté dans la queue des rats, de la même manière que les cellules seraient délivrées à un patient. L'aiguille a été maintenue en place dans la mince couche extérieure des queues pendant une minute pendant que le gel pénétrait dans la zone d'immunodéficience interstitielle du rat.
Résultats préliminaires positifs
Les résultats montrent que le gel a commencé à se solidifier après 5 minutes et qu'il a été réglé à 20 minutes.
Utiliser un biomarqueur de la luciférase pour suivre les progrès des biomatériaux, les chercheurs ont pu voir que plus de cellules restaient en place 14 jours après l'injection lorsqu'elles étaient menées avec le nouveau support de biomatériau, comparativement aux cellules délivrées via des méthodes nécessitant une suspension liquide, dans lesquelles les cellules restent généralement en place pendant 3 à 4 jours.
Setton dit que les résultats préliminaires de cette étude pourraient avoir un impact positif sur l'avenir de la thérapie cellulaire. Elle ajoute:
"Le concept est que ces cellules seront promues pour produire une matrice capable de soutenir la régénération tissulaire ou d’arrêter la dégénérescence. Des études supplémentaires évaluant la hauteur du disque ou l’hydratation de la matrice après l’administration de cellules seraient importantes pour atteindre cet objectif. . "
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