Un gel créé avec des protéines génétiquement modifiées protège les cellules transplantées pendant l’injection et les aide à se greffer dans leur tissu cible, rapportent des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Washington à Seattle.
Cette avancée promet d’améliorer la survie des cellules transplantées en cours de développement comme traitements potentiels de la maladie de Parkinson, de l’arthrite, des maladies cardiaques et d’autres troubles courants.
L’objectif des thérapies cellulaires est de restaurer la fonction des tissus malades ou endommagés en introduisant de nouvelles cellules saines. La manière la plus directe d’y parvenir consiste à injecter les cellules directement dans le tissu malade. Cependant, avec cette approche, les cellules fragiles sont souvent endommagées par les forces générées lors de l’injection et ne parviennent souvent pas à se greffer dans le tissu cible.
Pour contourner ce problème, les scientifiques ont essayé d’utiliser des gels dérivés de substances biologiques, comme le collagène, ou de matériaux synthétiques. Mais ces correctifs présentent des inconvénients. Les matériaux synthétiques, par exemple, déclenchent souvent une réponse immunitaire susceptible d’endommager les cellules implantées et les propriétés des matériaux biologiques peuvent varier d’un lot à l’autre, ce qui les rend difficiles à travailler.
Les chercheurs rapportent qu’ils ont maintenant développé un gel protéique qui surmonte ces limitations, protégeant les cellules pendant l’injection et favorisant leur prise de greffe après la transplantation.
Les chercheurs rapportent l’avancée de un document publié le 13 mars dans Advanced Sciences. Cole DeForest, professeur agrégé de génie chimique et de bio-ingénierie à l’UW et membre du corps professoral de l’Institut de cellules souches et de médecine régénérative de l’UW, a dirigé le projet. L’auteur principal, Jennifer Bennett, était une étudiante diplômée du laboratoire DeForest lorsqu’elle a réalisé ce travail.
Le matériau développé par l’équipe UW est un hydrogel à base de protéines qui s’amincit pendant l’injection, transportant les cellules en toute sécurité vers le tissu cible, où il se resolidifie, fournissant ainsi un échafaudage qui aide les cellules à rester sur le site et à se greffer.
En raison de leur structure, ces protéines ne déclenchent pas les réactions immunitaires que provoquent souvent les matériaux synthétiques. Et comme ils sont génétiquement modifiés, leurs propriétés peuvent être affinées pour créer systématiquement des gels dotés de propriétés spécifiques.
“La majeure partie de la protéine est basée sur une protéine intrinsèquement désordonnée appelée XTEN qui a évolué pour n’avoir pratiquement aucune réponse immunitaire”, a déclaré DeForest. “Et comme le matériau est formé d’un seul composant protéique, il peut être produit à grande échelle sans pratiquement aucune variabilité d’un lot à l’autre.”
Dans les boîtes de culture et chez les souris, les gels ont protégé et maintenu la viabilité des fibroblastes humains, des hépatocytes, des cellules rénales embryonnaires et des cardiomyocytes dérivés de cellules souches embryonnaires, rapportent les chercheurs.
Le co-auteur Charles Murry, professeur de médecine et de pathologie de laboratoire et directeur de l’ISCRM, a déclaré que l’hydrogel protéique constitue une énorme amélioration par rapport aux approches existantes.
“La transplantation est un stress énorme pour les cellules, les soumettant à des forces mécaniques brutales et les livrant à un environnement inhospitalier et malade”, a déclaré Murry. « À l’heure actuelle, plus de 90 % des cellules que nous livrons meurent à cause de ces stress. Cet hydrogel protéique réglable protège nos cellules pendant l’accouchement et leur donne une niche temporaire, permettant une meilleure survie et une meilleure intégration dans le tissu hôte.
Ce travail a été soutenu en partie par les National Institutes of Health (R01HL146868, R01HL148081, R01DK128551, 1F31HL152626-01, T32EB001650) et la National Science Foundation (R35GM138036, DGE-2140004).
Adapté par Michael McCarthy à partir du matériel fourni par Thatcher Heldring, responsable du marketing et des communications de l’ISCRM.
2024-03-14 21:09:52
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