La percée de la médecine régénérative: une petite puce peut-elle «guérir» des organes entiers?

Ce qui était autrefois la matière de la science-fiction devient maintenant une réalité: des organes entiers peuvent bientôt être "guéris" en touchant simplement une petite puce.
Ce petit appareil utilise la nanotransfection tissulaire pour régénérer des organes complets au contact d’un doigt.
Crédit d'image: Centre médical Wexner de la Ohio State University

Une équipe de chercheurs du centre médical Wexner de l’université d’État de l’Ohio et du collège d’ingénierie de l’État de l’Ohio, tous deux basés à Columbus, ont mis au point une technologie révolutionnaire qui pourrait restaurer presque tous les organes.

L'appareil modifie la fonction de la cellule de manière non invasive. Il s'appuie sur un type de nanotechnologie appelé nanotransfection tissulaire, qui peut reprogrammer des cellules adultes vivantes dans tout autre type de cellule.

La nouvelle étude a été publiée dans la revue Nature Nanotechnologie, et la recherche a été menée conjointement par le Dr Chandan Sen, directeur du Centre de médecine régénératrice et de thérapies cellulaires de l’Ohio State, et L. James Lee, professeur d’ingénierie chimique et biomoléculaire au College of Engineering de l’Ohio State.

Comment fonctionne la technologie

La technologie de pointe repose sur deux éléments principaux, le premier étant la puce elle-même. En utilisant la nanotechnologie, les scientifiques ont conçu le dispositif de manière à pouvoir injecter une soi-disant charge génétique dans les cellules du corps.

Le second élément est la charge génétique elle-même: la puce porte un code génétique spécifique sous forme d’ADN ou d’ARN, qui, appliqué aux cellules, les transforme de leur structure et fonction antérieures à la structure et aux fonctions nécessaires pour réparer la lésion. La vidéo ci-dessous montre le périphérique en action.

Comme l'expliquent les auteurs de l'étude, les facteurs de reprogrammation sont délivrés dans la cellule à l'aide d'un "champ électrique hautement intense et concentré à travers des nanocanaux en réseau". En d'autres termes, la puce est placée sur la peau et d'un simple contact, un petit courant électrique presque imperceptible forge des canaux dans les tissus.

L'ADN ou l'ARN est envoyé à travers ces nanocanaux et commence à reprogrammer les cellules, leur donnant une nouvelle "identité". Comme l'explique le Dr Sen: "Cela ne prend qu'une fraction de seconde. Il suffit de toucher la puce pour la blesser, puis de la retirer. La reprogrammation de la cellule commence alors."

L'appareil est efficace à 98%

L'équipe a testé le dispositif sur des souris en appliquant la technologie sur la peau de leurs jambes blessées, dont le flux sanguin était bloqué. Le dispositif a réussi à transformer les cellules de la peau de la souris en cellules vasculaires. "En une semaine, nous avons commencé à remarquer la transformation", explique le Dr Sen.

La deuxième semaine, les cellules de la peau étaient devenues des vaisseaux sanguins fonctionnels et, à la troisième semaine, les jambes des rongeurs étaient complètement guéries - sans autre intervention pharmacologique.

"Ce qui est encore plus intéressant, c’est que cela ne marche pas seulement sur la peau, mais sur tout type de tissu", ajoute-t-il.

Dans une deuxième série d'expériences, les chercheurs ont utilisé le dispositif pour transformer les cellules de la peau en cellules cérébrales, aidant ainsi à restaurer la région endommagée par un AVC.

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Plus précisément, l'artère cérébrale moyenne avait été bloquée. Cependant, les chercheurs ont transplanté les cellules du cerveau nouvellement obtenues dans le cerveau des rongeurs, ce qui a permis de réparer les dommages causés par l'accident vasculaire cérébral. Les scientifiques rapportent que dans les semaines qui ont suivi, les cerveaux des souris fonctionnaient à nouveau complètement.

"C'est difficile à imaginer, mais il est possible de travailler avec succès à environ 98% du temps. Avec cette technologie, nous pouvons convertir les cellules de la peau en éléments de n'importe quel organe avec une seule touche. non invasif. "

Dr Chandan Sen

Les chercheurs expliquent que, comparée à d’autres technologies de transfection in vivo utilisant des virus - dans lesquels la délivrance de gènes peut entraîner des effets secondaires graves -, cette technologie se concentre sur des cellules uniques et fonctionne de manière non invasive. "La différence avec notre technologie est la façon dont nous livrons l'ADN dans les cellules", explique le Dr Lee.

Compte tenu de la nature simple, non invasive et non pharmacologique de la technologie, les scientifiques espèrent que l’appareil sera utilisé dans des essais cliniques sur des humains dans un délai d’un an.