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Un petit dispositif microfluidique rend la thérapie cellulaire plus sûre pour les patients atteints de lésions médullaires
Par les rédacteurs de HospiMedica International
Publié le 09 février 2024
Les traitements de thérapie cellulaire, souvent administrés aux patients souffrant de lésions de la moelle épinière, consistent à créer des cellules souches pluripotentes induites en reprogrammant les cellules cutanées ou sanguines d’un patient. Pour les lésions de la moelle épinière, ces cellules souches pluripotentes sont amenées à devenir des cellules progénitrices, qui se différencient ensuite en cellules de la moelle épinière. Une fois transplantées chez le patient, ces nouvelles cellules peuvent régénérer des parties de la moelle épinière blessée. Cependant, un risque important lié à cette thérapie est que les cellules souches pluripotentes qui ne se différencient pas complètement en progéniteurs puissent former des tumeurs. Les cellules souches pluripotentes induites indifférenciées présentent un risque de cancer, qui reste un défi majeur en thérapie cellulaire. Les cliniciens et les chercheurs tentent d’identifier et d’éliminer ces cellules en recherchant des marqueurs de surface spécifiques, mais aucun marqueur unique pour ces cellules indifférenciées n’a été trouvé. Alternativement, les méthodes chimiques qui détruisent sélectivement ces cellules peuvent endommager les cellules différenciées.
Aujourd’hui, des scientifiques du MIT (Cambridge, MA, États-Unis) et de l’Alliance Singapour-MIT pour la recherche et la technologie (SMART, Singapour ; ) ont développé un trieur de cellules microfluidique capable d’éliminer environ la moitié des cellules indifférenciées, celles ayant un potentiel de formation de tumeurs. – à partir d’un lot, sans endommager les cellules progénitrices matures. Cet appareil, minuscule et à haut débit, ne nécessite aucun produit chimique spécial et peut trier plus de trois millions de cellules par minute. De plus, la connexion de plusieurs appareils peut trier plus de 500 millions de cellules par minute, améliorant ainsi la sécurité des traitements de thérapie cellulaire. Cette puce, contenant le trieur de cellules microfluidiques, est peu coûteuse à produire en série, ce qui rend le dispositif possible pour une utilisation généralisée.
Image : Le petit dispositif microfluidique peut trier les cellules par taille. comme le montre la photo (Photo fournie par le MIT)
Auparavant utilisé pour trier les cellules immunitaires et les cellules stromales mésenchymateuses, ce trieur microfluidique à haut débit, qui trie les cellules en fonction de leur taille, est désormais adapté à d’autres types de cellules souches, notamment les cellules souches pluripotentes induites. Les cellules souches pluripotentes sont généralement plus grandes que leurs dérivés progéniteurs, probablement parce que le noyau d’une cellule indifférenciée contient de nombreux gènes actifs qui rétrécissent à mesure que la cellule se différencie et supprime les gènes inutiles. Le trieur utilise cette différence de taille en triant les cellules via des canaux microfluidiques dans une petite puce en plastique dotée d’une entrée, d’une spirale et de quatre sorties pour les cellules de différentes tailles. À mesure que les cellules se déplacent à grande vitesse dans la spirale, diverses forces les concentrent dans des emplacements de flux spécifiques en fonction de leur taille, les triant via des sorties distinctes.
L’efficacité du trieur est améliorée en le faisant fonctionner à deux vitesses différentes, d’abord pour trier les cellules plus petites, puis vers les cellules plus grandes. Contrairement à une centrifugeuse, le trieur microfluidique ne nécessite aucune intervention manuelle pour séparer les cellules. Il a réussi à éliminer environ 50 % des cellules plus grosses en un seul passage, des expériences confirmant que ces cellules plus grosses étaient associées à un risque de tumeur plus élevé. Ce dispositif peu coûteux, sans filtre et évolutif est actuellement testé dans le cadre d’études plus vastes et de modèles animaux pour évaluer les performances des cellules purifiées in vivo. L’élimination d’un plus grand nombre de cellules non différenciées pourrait non seulement améliorer la sécurité mais également l’efficacité des thérapies cellulaires.
« Nous nous intéressons aux stratégies régénératrices visant à améliorer la réparation des tissus après des lésions médullaires, car ces conditions entraînent une déficience fonctionnelle dévastatrice. Malheureusement, il n’existe actuellement aucune approche thérapeutique régénérative efficace pour les lésions de la moelle épinière », a déclaré Sing Yian Chew, chercheur principal du CAMP. « Les cellules progénitrices de la moelle épinière dérivées de cellules souches pluripotentes sont très prometteuses, car elles peuvent générer tous les types de cellules présentes dans la moelle épinière pour restaurer la structure et la fonction des tissus. Pour pouvoir utiliser efficacement ces cellules, la première étape serait de garantir leur sécurité, ce qui est l’objectif de nos travaux.
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