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Les blessures à la colonne vertébrale peuvent ressembler à des lignes électriques tombées à terre – même si tout ce qui est de chaque côté de la blessure est parfaitement fonctionnel. Une rupture peut rendre un individu paraplégique, et dans le pire des cas, tétraplégique – ce qui signifie qu’il ne peut même plus utiliser ses quatre membres.

Imprimer en 3D des cellules souches neuronales

Mais un espoir existe; des chercheurs de l’Université du Minnesota ont conçu un appareil capable de réparer une moelle épinière endommagée. Un guide en silicone, recouvert de cellules souches neuronales imprimées en 3D, peut être implanté dans le site de la lésion, où il crée de nouvelles connexions entre les autres nerfs, pour permettre aux patients de retrouver un certain contrôle moteur.

Une moelle épinière endommagée est une blessure difficile à réparer, mais des traitements sont en cours de développement. La thérapie génique pourrait aider à décomposer le tissu cicatriciel et à régénérer les cellules nerveuses. Dans d’autres cas, le site de la blessure est complètement ignoré, réacheminant les messages du cerveau à travers des ordinateurs, ou envoyant les signaux sans fil à un dispositif implanté dans la partie inférieure du corps.

Ce nouveau traitement pourrait être un mélange de ces deux approches. L’équipe du Minnesota a commencé par collecter des cellules-souches pluripotentes – un type de cellule souche dérivée de cellules adultes telles que celles de la peau et du sang. Une fois que celles-ci ont été transformées en cellules-souches neuronales, les chercheurs ont pu imprimer en 3D un dispositif constitué de couches cellules neuronales et guidé par un échafaudage en silicone.

Un guide nourrir les cellules-souches

Ce dispositif pouvait alors être implanté sur le site d’une lésion de la colonne vertébrale, où un guide nourrit les cellules-souches jusqu’à ce qu’elles soient capables de faire repousser de nouveaux nerfs, reliant les cellules intactes de chaque côté de la blessure.

« C’est la première fois que l’on peut imprimer directement en 3D des cellules-souches neuronales dérivées de cellules humaines adultes sur un guide imprimé en 3D, et que les cellules se différencient en cellules nerveuses actives », explique Michael McAlpine, coauteur de l’étude. « L’impression 3D de cellules si délicates était très difficile. La difficulté est de garder les cellules vivantes. Nous avons testé plusieurs recettes au cours du processus d’impression. Le fait que nous puissions conserver environ 75% des cellules vivantes, durant le processus d’impression et leur transformation en neurones sains, est vraiment incroyable. »

Bien que ce dispositif n’ait pas encore été testé sur des patients, ni même sur des modèles animaux, des tests de laboratoire ont montré que les neurones se développaient le long des canaux du guide de silicone et étaient actifs. Alors qu’une guérison complète, où les patients peuvent à nouveau marcher complètement, pourrait s’avérer impossible à ce stade de la recherche, cependant les chercheurs affirment que ce traitement pourrait aider les patients à retrouver d’autres fonctions importantes.

Redonner un certain contrôle

« Nous avons découvert que le fait de transmettre des signaux à travers la blessure pouvait améliorer les fonctions des patients », déclare Ann Parr, coauteur de l’étude. « On a l’impression que les personnes atteintes de lésions médullaires ne seront heureuses que si elles peuvent marcher à nouveau. En réalité, la plupart veulent des choses simples comme le contrôle de leur vessie ou pour arrêter les mouvements incontrôlables de leurs jambes et avoir une meilleure qualité de vie. »

Cette recherche a été publiée dans la revue Advanced Functional Materials. Le processus d’impression 3D peut être vu dans la vidéo ci-dessous.

Source : University of Minnesota