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Une équipe a mis au point un microrobot à base de cellules souches humaines à transfert nucléaire (hNTSC) à alimentation magnétique et une méthode d’administration peu invasive d’agents thérapeutiques dans le cerveau par la voie intranasale. Ils ont également réussi à transplanter ce microrobot dans le tissu cérébral par la voie intranasale qui contourne la barrière hémato-encéphalique.

Un microrobot pour traiter des maladies neurologiques

Cette méthode est plus efficace et plus sûre que la méthode chirurgicale conventionnelle et devrait offrir de nouvelles possibilités de traitement de diverses maladies neurologiques réfractaires, telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et les tumeurs cérébrales.

La limitation de la thérapie par cellules souches est la difficulté de délivrer une quantité exacte de cellules à un endroit ciblé et précis, situé profondément dans le corps, où le traitement présente un risque élevé. Une autre limite est que l’efficacité et la sécurité du traitement sont faibles en raison d’une perte importante de l’agent thérapeutique pendant l’administration, tandis que le coût du traitement est élevé. En particulier, lors de l’administration de cellules souches dans le cerveau par le sang, l’efficacité de l’administration des cellules peut diminuer en raison de la « barrière hémato-encéphalique », qui est un composant unique et spécifique du réseau cérébro-vasculaire.

Pour surmonter ces limites, l’équipe de recherche conjointe de la DGIST et de l’hôpital St. Mary de l’Université catholique de Séoul a mis au point un microrobot à base de hNTSC à alimentation magnétique qui peut être manipulé librement et de manière fiable dans le corps humain à l’aide d’un champ magnétique externe. Dans le cadre de cette recherche, l’équipe a développé un microrobot en internalisant des nanoparticules d’oxyde de fer biocompatibles et superparamagnétiques dans des cellules souches extraites de cornets nasaux humains.

Il est contrôlé par un champ magnétique 

Ce microrobot peut effectuer un mouvement de roulement grâce à un champ magnétique rotatif contrôlé de l’extérieur et un mouvement de translation grâce à un gradient de champ magnétique, permettant un transport dans divers environnements physiologiques in vivo. Par conséquent, avec l’application d’un champ magnétique externe, ce microrobot peut être contrôlé à distance à l’intérieur du canal microfluidique, facilitant une livraison rapide et précise vers la cible.

L’équipe de recherche a ensuite vérifié que ce microrobot était transplanté de manière fiable dans le tissu cérébral. En particulier, l’équipe a injecté ce microrobot via le passage intranasal qui contourne la barrière hémato-encéphalique des souris, et a déplacé ce microrobot dans le tissu cérébral en utilisant un champ magnétique externe pour une livraison précise au cortex cérébral, accomplissant ainsi une transplantation réussie.

Il surmonte la barrière hémato-encéphalique

Le professeur Choi Hongsoo a déclaré : « cette recherche permet de surmonter les limites de l’administration d’un agent thérapeutique dans les tissus cérébraux en raison de la barrière hémato-encéphalique ». Il a ajouté : « elle ouvre de nouvelles possibilités pour le traitement de diverses maladies neurologiques réfractaires, telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et les tumeurs cérébrales, en permettant l’administration ciblée, précise et sûre de cellules souches par le mouvement d’un microrobot à base de hNTSC alimenté magnétiquement via la voie intranasale.

Cette recherche a été publiée dans Advanced Healthcare Materials.

Source : Seoul St. Mary’s Hospital of the Catholic University
Crédit photo : StockPhotoSecrets