Espoir d'injection de cellules pour régénérer les disques de la colonne vertébrale


Espoir d'injection de cellules pour régénérer les disques de la colonne vertébrale

Les scientifiques ont développé une nouvelle méthode pour arrêter ou renverser les incapacités et les douleurs causées par une maladie du disque dégénératif dans la colonne vertébrale en utilisant des thérapies cellulaires, selon une étude de preuve de concept publiée dans le journal Biomatériaux .

Des chercheurs de la Duke Pratt School of Engineering de l'université de Duke à Durham, en Caroline du Nord, ont développé de nouveaux biomatériaux capables de fournir un rappel de cellules réparatrices au noyau pulposus (NP), empêchant efficacement les douleurs causées par une maladie du disque dégénératif.

Le NP est le rembourrage "jelly-like" trouvé entre les disques vertébraux. Selon les chercheurs, le tissu NP distribue la pression et procure une mobilité de la colonne vertébrale, aidant à apaiser les maux de dos.

La maladie du disque dégénératif est une maladie de la colonne vertébrale commune causée par la rupture des disques intervertébraux. Il est plus probable que cela se produise à mesure que les personnes vieillissent, où les disques commencent à se porter minces et perdent leur capacité à amortir la colonne vertébrale. Cela peut entraîner d'autres complications, comme l'arthrite.

Améliorer les méthodes existantes

Une recherche de laboratoire antérieure a prouvé que la ré-implantation de cellules NP peut retarder la dégénérescence du disque, disent les chercheurs.

Mais Aubrey Francisco, du département de génie biomédical de Duke, affirme que bien que de nombreuses entreprises offrent des stratégies de distribution de cellules pour tenter d'arrêter la dégénérescence du disque, les méthodes sont médiocres, inefficaces et «permettent aux cellules de migrer rapidement et de sortir du site d'injection."

Lori Setton, du Département de génie biomédical et du Département de chirurgie orthopédique chez Duke, déclare:

Notre objectif principal était de créer un matériau qui serait liquide au début, un gel après injection dans l'espace disque, et de garder les cellules à l'endroit où ils sont nécessaires. Notre deuxième objectif était de créer un matériau qui fournirait aux cellules livrées les indices environnementaux afin de promouvoir leur persistance et leur biosynthèse ".

Comment fonctionnent les biomatériaux

La façon dont les nouveaux biomatériaux fonctionnent est de garder les cellules en place et de déclencher un processus qui imite la laminine, une protéine trouvée dans le tissu natif NP.

Une nouvelle méthode offre un rappel de cellules réparatrices. Crédit photo: Aubrey Francisco.

Setton explique que la laminine se trouve généralement dans des disques juvéniles mais non dégénérés. La protéine permet aux cellules injectées de s'attacher et de rester en place avec le biomatériau livré.

Setton ajoute que la laminine pourrait également permettre aux cellules de survivre pendant une période plus longue, ainsi que de produire plus de la «matrice extracellulaire appropriée ou le sous-sol structurel des disques qui aident à arrêter la dégénérescence».

Dans cet esprit, les scientifiques ont développé un «mélange de gel» conçu pour réintroduire les cellules NP dans la zone du disque intervertébral (IVD).

Le gel est composé de trois composants; La protéine laminine-111 - qui a été modifiée chimiquement - et deux hydrogels de polyéthylèneglycol (PEG) qui peuvent s'attacher à la laminine modifiée. Une fois injecté, le gel maintient les cellules en place.

Ce gel a été injecté dans la queue des rats, de la même manière que les cellules seraient transmises à un patient. L'aiguille a été maintenue en place dans la fine couche extérieure des queues pendant une minute alors que le gel entrait dans la zone IVD du rat.

Résultats préliminaires positifs

Les résultats montrent que le gel a commencé à se solidifier après 5 minutes, et à 20 minutes il a été réglé.

En utilisant un biomarqueur de luciférase pour surveiller les progrès des biomatériaux, Les chercheurs ont pu constater que plus de cellules restaient en place 14 jours après l'injection lorsqu'elles étaient menées avec le nouveau fournisseur de biomatériaux , Par rapport aux cellules délivrées par des méthodes nécessitant une suspension liquide, dans lesquelles les cellules restent généralement en place pendant 3 à 4 jours.

Setton dit que les résultats préliminaires de cette étude pourraient avoir un impact positif sur l'avenir de la thérapie cellulaire. Elle ajoute:

Le concept est que ces cellules seront promues pour produire une matrice qui peut supporter la régénération des tissus ou arrêter la dégénérescence. Des études supplémentaires qui évaluent la hauteur du disque ou l'hydratation de la matrice après l'administration cellulaire seraient importantes pour atteindre cet objectif. Il y a certainement un intérêt et certainement un réel potentiel là-bas."

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