En utilisant des protéines conçues par ordinateur, les chercheurs ont maintenant montré qu’ils sont capables de diriger des cellules souches humaines pour qu’elles forment de nouveaux vaisseaux sanguins en laboratoire. Cette étape importante dans la médecine régénérative offre un nouvel espoir pour réparer les cœurs, les reins et d’autres organes endommagés.
Des scientifiques de la faculté de médecine de l’Université de Washington ont dirigé le projet. Leur les résultats ont été publiés Le 10 juin dans le journal Cellule.
Que ce soit à cause d’une crise cardiaque, du diabète ou du processus naturel du vieillissement, nous accumulons tous des dommages dans les tissus de notre corps. Une façon de réparer une partie de ces dommages pourrait être de favoriser la formation de nouveaux vaisseaux sanguins dans les zones qui nécessitent le rétablissement d’un approvisionnement en sang sain.
Hannele Ruohola-Baker, auteur principal de l’étude et professeur, biochimie, faculté de médecine, Université de Washington
Elle est également directrice associée de l’Institut de cellules souches et de médecine régénérative à l’UW Medicine.
Les facteurs de croissance jouent un rôle clé dans le développement des tissus, la cicatrisation des plaies et le cancer. En se liant aux récepteurs situés à l’extérieur des cellules, ces molécules entraînent des changements à l’intérieur. Les chercheurs tentent depuis des décennies de réutiliser les facteurs de croissance naturels comme médicaments régénératifs avec un succès limité, mais bon nombre de ces traitements expérimentaux ont échoué en raison de leur imprécision.
“Nous avons décidé de créer des protéines personnalisées qui interagiraient avec les récepteurs des facteurs de croissance cellulaire de manière extrêmement précise. Lorsque nous avons fabriqué ces molécules en laboratoire et traité des cellules souches humaines avec elles, nous avons vu différents types de système vasculaire se développer en fonction des protéines que nous avons utilisées. “Il s’agit d’un tout nouveau niveau de contrôle”, a expliqué Natasha Edman, auteur principal de l’étude et récente diplômée du programme de formation des scientifiques médicaux de l’UW.
Les chercheurs ont utilisé des ordinateurs pour concevoir des protéines en forme d’anneau, chacune ciblant jusqu’à huit récepteurs du facteur de croissance des fibroblastes. Ils ont découvert qu’en faisant varier la taille des anneaux et d’autres propriétés des protéines, ils pouvaient contrôler la maturation des cellules souches dans des conditions de laboratoire.
Les réseaux vasculaires résultants étaient fonctionnels et matures. Ils formaient des tubes, guérissaient lorsqu’ils étaient grattés et absorbaient les nutriments de leur environnement comme prévu. Une fois transplantés chez des souris, ces minuscules réseaux de vaisseaux sanguins humains ont développé des connexions avec le système circulatoire de l’animal en trois semaines.
“Cette étude montre que des protéines personnalisées dotées de fonctions biologiques exquises peuvent être créées par conception. Cela aidera les scientifiques à comprendre la biologie et, à terme, à prévenir et réparer les maladies”, a déclaré l’auteur principal David Baker, chercheur au Howard Hughes Medical Institute, professeur de biochimie et directeur. de l’Institute for Protein Design de la Faculté de médecine de l’Université de Washington.
“Nous avons décidé de nous concentrer d’abord sur la construction de vaisseaux sanguins, mais cette même technologie devrait fonctionner pour de nombreux autres types de tissus. Cela ouvre une nouvelle façon d’étudier le développement des tissus et pourrait conduire à une nouvelle classe de médicaments pour les lésions de la moelle épinière et d’autres conditions. qui n’ont pas de bonnes options de traitement aujourd’hui”, a déclaré Ashish Phal, auteur principal de l’étude et docteur en bioingénierie. candidat à l’UW.
Cette recherche a été réalisée à l’Institute for Protein Design et à l’Institute for Stem Cell and Regenerative Medicine de l’UW Medicine et a inclus des collaborateurs de la faculté de médecine de l’université de New York, de l’université des sciences médicales de Téhéran, de la faculté de médecine de l’université de Yale et de l’institut Brotman Baty pour la médecine de précision. et Allen Discovery Center pour le traçage de la lignée cellulaire.
Source:
École de médecine de l’Université de Washington
Référence du journal :
Edman, NI, et coll. (2024). Modulation de la signalisation de la voie FGF et de la différenciation vasculaire à l’aide d’assemblages oligomères conçus. Cellule. est ce que je.org/10.1016/j.cell.2024.05.025.
2024-06-18 08:31:00
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