Les échafaudages 3-d rétablissent la fonction ovarienne chez les souris stériles


Les échafaudages 3-d rétablissent la fonction ovarienne chez les souris stériles

Les chercheurs ont permis aux souris stériles de donner naissance à une progéniture en bonne santé grâce à l'utilisation d'imprimés en 3 -ème durée des ovaires.

Dans une nouvelle étude, les chercheurs utilisent l'impression 3-D pour fabriquer un échafaudage poreux et le semer avec des cellules immatures de production d'œufs. Ils montrent que les souris stériles implantées avec l'ovaire artificiel sont capables d'ovuler, d'associer, d'accoucher et de nourrir des chiots en bonne santé de manière normale. L'étude est la première à obtenir un tel résultat avec l'aide de l'impression en 3-D, et il montre comment utiliser la technologie pour affiner l'architecture des pores de l'échafaudage est la clé du succès.

La recherche, publiée en Nature Communications , Est le travail d'une équipe qui comprend des membres de l'École de médecine Feinberg de Northwestern University à Chicago et la McCormick School of Engineering de Northwestern à Evanston, tous deux dans l'Illinois.

Les ovaires sains ne sont pas seulement importants pour la fertilité; Ils produisent également des hormones qui déclenchent la puberté et la ménopause.

Les chercheurs ont entrepris l'étude parce qu'ils veulent trouver un moyen d'aider les patients de tous les âges qui subissent des traitements (comme le cancer) qui altèrent leur fonction ovarienne. Les jeunes patients qui perdent la fonction des ovaires ont souvent besoin d'un traitement hormonal substitutif pour déclencher la puberté.

Dans leur document d'étude, les auteurs notent que les approches actuelles - y compris la fécondation in vitro (FIV) et les transplantations ovariennes - ne fournissent pas «des solutions à long terme et laissent les patients pédiatriques atteints de maladie métastatique sans options».

Il y a eu diverses tentatives d'ingénierie des ovaires en utilisant une gamme de biomatériaux combinés avec des follicules - les poches sphériques à l'intérieur des ovaires qui contiennent des ovocytes immatures et produisent des hormones - mais celles-ci ont connu un succès limité.

Les auteurs expliquent que l'un des défis pour l'ingénierie des tissus, un ovaire de remplacement - qu'ils qualifient d'ovaire «bioprothésique», garantit que les follicules survivent dans l'environnement artificiel.

Les follicules doivent être tenus juste en 3-D

Pour survivre, les follicules doivent être tenus d'une manière particulière dans l'environnement 3-D. Ils doivent rester en place pour atteindre la maturité, maintenir le contact avec d'autres cellules et produire des hormones. S'ils se déplacent trop librement et se propagent, cela n'arrivera pas.

Les études de souris utilisant des ovaires bioprothésiques à partir d'échafaudages hydrogel ont réussi à produire des naissances vivantes. Donc, c'était le point de départ de la nouvelle étude.

Les progrès récents de l'impression en 3D - également appelée fabrication d'additifs - permettent aux chercheurs de tisser des tissus vivants et fonctionnels en utilisant des structures biocompatibles pouvant contenir des cellules et diverses pièces de support en 3-D.

Cette biopramétrique dite 3-D a déjà été utilisée pour l'ingénierie des tissus, de la peau, des os, du tissu cardiaque, du cartilage et d'autres parties du corps.

Les chercheurs ont constaté que la biopramétrie 3-D leur offrait un moyen de modifier l'architecture des pores de l'échafaudage et de l'utiliser pour contrôler la mesure dans laquelle les follicules sont en place en 3-D.

Ils ont montré que plus il y avait d'interaction avec les échafaudages, moins les follicules se répandirent et plus leurs chances de survie étaient élevées.

Lorsque les chercheurs ont transplanté les ovaires bioprothésiques chez des souris stérilisées par voie chirurgicale, les souris ont été ovulées, accouplées avec succès et ont donné naissance à des portées saines. Ils ont même pu allaiter leurs chiots.

Première impression réussie d'échafaudage autonome de gélatine

L'équipe a utilisé la gélatine comme «l'encre» pour imprimer l'échafaudage. Ce matériel est sécuritaire pour l'utilisation chez l'homme et est assez rigide pour une utilisation chirurgicale, ainsi que suffisamment poreux pour permettre aux cellules d'interagir avec le tissu environnant.

La chercheuse principale Ramille Shah, professeur adjoint de chirurgie à Feinberg et de science et d'ingénierie des matériaux à McCormick, explique que la plupart des hydrogels sont trop faibles pour produire une structure 3D. Ils sont principalement composés d'eau et d'effondrement.

"Mais nous avons trouvé une température de gélatine qui lui permet d'être autosuffisante, pas d'effondrement, et de mener à la construction de plusieurs couches", ajoute-t-elle. "Personne d'autre n'a pu imprimer de la gélatine avec une géométrie aussi bien définie et auto-supportée."

L'architecture ouverte de l'échafaud a fait plus que simplement donner aux follicules le bon support 3-D pour la maturation des ovules et l'ovulation. Il a également permis aux vaisseaux sanguins de se développer à l'intérieur de l'implant de sorte que les hormones libérées puissent entrer dans la circulation sanguine et déclencher une lactation chez la souris femelle, comme en témoigne le fait qu'elles ont pu allaiter leurs chiots.

L'étude rapproche le jour où les implants bio-ingénierie peuvent être utilisés à la place du tissu donneur transplanté pour restaurer la fonction ovarienne chez les humains. Sa contribution principale est de montrer le potentiel de l'impression en 3 points pour faire partie de ce voyage.

C'est la première étude qui démontre que l'architecture des échafaudages fait une différence dans la survie des follicules. Nous ne pourrions pas le faire si nous n'avions pas utilisé une plate-forme d'imprimante 3-D."

Prof Ramille Shah

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