Ces bioingénieurs chinois font encore progresser les techniques de médecine régénérative, avec ce nano-assemblage en 3D, à base de cellules souches, à délivrer par injection unique. Le nano-assemblage permet de stopper la dégénérescence du cartilage et contribue à sa régénération, dans la maladie arthritique. Ce dispositif, testé, et documenté dans la revue chinoise National Science Review, ouvre la voie à toute une variété d'applications en ingénierie tissulaire.
Il s’agit, concrètement, d’un assemblage de cellules souches 3D sous forme de « nanoéchafaudage » développé par une collaboration de scientifiques de la Northwestern Polytechnical University, de la Fourth Military Medical University (Shaanxi, Chine) et de la Rutgers University (New Jersey) Ces nanoéchafaudages vont permettre la régénération et la correction de défauts cartilagineux de taille critique.
Des progrès des thérapies par cellules souches pour réparer les articulations
Les lésions du cartilage sont souvent dévastatrices et la plupart d'entre elles sont incurables en raison de la capacité de régénération trop faible des tissus cartilagineux. L'essor des systèmes de culture de cellules souches en 3D a permis de grands progrès en médecine régénérative notamment : ces modèles en 3D à base de cellules souches, une fois transplantés avec succès, vont se différencier en cellules cartilagineuses (par exemple en chondrocytes) pour restaurer la fonction articulaire mais peuvent également comprendre et sécréter des facteurs qui réduisent l'inflammation au niveau des lésions du cartilage. Ces progrès dans les recherches expérimentales n’ont cependant pas encore été traduits en avancées thérapeutiques. En particulier pour des raisons de contrôle de la différenciation des cellules souches en cellules cartilagineuses. Enfin, le stress oxydatif et l'inflammation au site de la lésion induisent l’apoptose d’un grand nombre de cellules souches.
Des défis restent à relever : avec ce nouveau système d'assemblage de cellules souches à base de nanoéchafaudage 3D permettant la culture et la greffe de cellules souches en 3D, l’équipe chinoise réalise une avancée vers l’application en clinique : ce nanoéchafaudage nommé « 3D-IHI » permet un assemblage rapide des cellules souches, injectable grâce à des interactions cellule-cellule et cellule-matrice 3D, permet ainsi de délivrer « profondément » et de manière homogène
des protéines chondrogéniques qui induisent et favorisent la chondrogenèse ou la régénération du cartilage.
L’échafaudage a été enrichi de facteurs (dont le dioxyde de manganèse) permettant d’éliminer simultanément les espèces réactives de l'oxygène. Au final, le dispositif testé chez l’animal, modèle de lésion articulaire, permet une réparation accélérée des défauts du cartilage avec une reconstruction tissulaire rapide et une récupération fonctionnelle, stable à long terme.
Un développement qui promet de faire progresser toute une variété d'applications en ingénierie tissulaire.
Source: National Science Review 28 Feb, 2022 DOI : 10.1093/nsr/nwac037 Injectable hybrid inorganic nanoscaffold as rapid stem cell assembly template for cartilage repair
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