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Le muscle est le plus grand organe qui représente 40 % de la masse corporelle et joue un rôle essentiel dans le maintien de notre vie. Cependant, en cas de blessures graves, comme celles subies lors d’un accident de voiture ou d’une résection de tumeur qui entraîne une perte musculaire volumétrique (PMV), la capacité du muscle à se rétablir est fortement diminuée.

Régénérer le muscle squelettique

De plus, les procédures chirurgicales entraînent souvent une réduction de la fonction musculaire et, dans certains cas, une défaillance complète de la greffe. Il existe donc une demande pour des options thérapeutiques supplémentaires afin d’améliorer la récupération de la perte musculaire.
Une stratégie prometteuse pour améliorer la capacité fonctionnelle du muscle endommagé consiste à induire une régénération de novo du muscle squelettique par l’intégration de cellules transplantées. Divers types de cellules, dont des cellules satellites (cellules souches musculaires), des myoblastes et des cellules souches mésenchymateuses, ont été utilisées pour traiter la perte musculaire.
Cependant, les biopsies musculaires invasives, la faible disponibilité des cellules et l’entretien limité à long terme entravent la traduction clinique, où des millions à des milliards de cellules matures peuvent être nécessaires pour apporter des avantages thérapeutiques.
Pour surmonter ces difficultés, une équipe de recherche du Centre de nanomédecine de l’Institut des sciences fondamentales (IBS) de Séoul, en Corée du Sud, de l’Université Yonsei et du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a mis au point un nouveau protocole de régénération musculaire artificielle. L’équipe est parvenue à traiter efficacement le VML dans un modèle de souris en utilisant une technologie de reprogrammation cellulaire directe en combinaison avec un échafaudage hybride naturel-synthétique.
La reprogrammation cellulaire directe, également appelée conversion directe, est une stratégie efficace qui permet une thérapie cellulaire efficace car elle permet la génération rapide de cellules cibles spécifiques au patient, en utilisant des cellules autologues issues de la biopsie tissulaire. Les fibroblastes sont les cellules que l’on trouve couramment dans les tissus conjonctifs et ils sont largement impliqués dans la cicatrisation des plaies.

Des cellules progénitrices myogéniques induite

Comme les fibroblastes ne sont pas des cellules à différenciation terminale, il est possible de les transformer en cellules progénitrices myogéniques induites (iMPC) en utilisant plusieurs facteurs de transcription différents. Cette stratégie a été appliquée pour fournir des iMPC pour l’ingénierie du tissu musculaire.
Les constructions de fibres musculaires issues de la bio-ingénierie ont montré une rigidité mécanique similaire à celle des tissus musculaires et ont montré une différenciation musculaire accrue et un alignement musculaire allongé in vitro. En outre, l’implantation de constructions musculaires issues de la bio-ingénierie dans le modèle de souris VML a non seulement favorisé la régénération musculaire avec une innervation et une angiogenèse accrues, mais a également facilité la récupération fonctionnelle des muscles endommagés.
L’équipe de recherche note : « la construction musculaire hybride pourrait avoir guidé les réponses des cellules musculaires reprogrammées ajoutées de manière exogène et infiltrant les populations de cellules hôtes pour améliorer la régénération fonctionnelle des muscles en orchestrant la différenciation, l’effet paracrine et le remodelage tissulaire constructif ».

Des résultats prometteurs

Le professeur CHO Seung-Woo du Centre de nanomédecine de l’IBS et du Collège des sciences de la vie et de biotechnologie de l’Université Yonsei, qui a dirigé cette étude, note : « D’autres études sont nécessaires pour élucider les mécanismes de régénération musculaire par nos constructions hybrides et pour permettre une traduction clinique des plateformes d’administration cellulaires ». Mais les résultats de ces recherches sont très prometteurs.
Cette recherches a été publiée dans Advanced Materials.
Source : Institute for Basic Science
Crédit photo : StockPhotoSecrets