Les hydrogels permettent la croissance des tissus neuronaux

Alors que la croissance des cerveaux peut sembler sortir d’un film de science-fiction, une équipe interdisciplinaire de chercheurs de l’Université d’Hokkaido a fait un pas dans cette direction. Ils ont utilisé des matériaux d’hydrogel, en combinaison avec des cellules souches neurales, pour développer de nouveaux tissus cérébraux. Ceci est important car, lorsque les tissus de notre cerveau sont endommagés, le tissu neuronal n’a pas la même capacité de régénération que d’autres parties de notre corps comme la peau.

La première étape pour les chercheurs a été de développer un matériau hydrogel dans lequel les cellules souches neurales pourraient survivre. Ils ont découvert qu’un gel neutre composé à parts égales de monomères chargés positivement et négativement entraînait la meilleure adhérence cellulaire. Les chercheurs ont ensuite ajusté les ratios de molécules de réticulation pour obtenir une rigidité similaire à celle du tissu cérébral ; des pores ont ensuite été créés dans le gel dans lequel les cellules ont pu être cultivées.

“Quand j’ai vu la structure 3D des hydrogels poreux que mon collègue Tomáš a montré lors d’une réunion, j’ai pensé qu’ils pourraient être utilisés dans des traitements régénératifs comme échafaudage pour la croissance de cellules nerveuses”, a rappelé l’auteur principal Satoshi Tanikawa.

Une fois les gels optimisés, ils ont été trempés dans un sérum de facteur de croissance pour favoriser la croissance des vaisseaux sanguins, puis implantés dans des zones endommagées du cerveau dans un modèle murin. Après trois semaines, les chercheurs ont découvert que les cellules immunitaires et les cellules neuronales du tissu cérébral environnant de l’hôte étaient entrées dans l’hydrogel et que les vaisseaux sanguins s’étaient développés.

À ce stade, les chercheurs ont injecté des cellules souches neurales dans l’hydrogel. Après 40 jours, le taux de survie des cellules souches était élevé et certaines s’étaient différenciées en nouvelles cellules astrocytes ou cellules neuronales. Il a été observé que les cellules hôtes infiltraient l’hydrogel, tandis que certaines nouvelles cellules neuronales de l’hydrogel migraient vers le tissu cérébral environnant, montrant un certain degré d’intégration entre l’hydrogel et le tissu cérébral hôte.

La nature progressive du processus était essentielle, car l’implantation de l’hydrogel et la transplantation des cellules souches neurales en même temps se sont avérées infructueuses. Cette étude marque une étape importante vers le développement de thérapies impliquant la régénération des tissus cérébraux ; les prochaines étapes consistent à étudier le moment optimal de la greffe et l’effet de la réponse inflammatoire sur les cellules transplantées.

“Les conditions affectant les vaisseaux sanguins dans le cerveau, comme l’infarctus cérébral, sont une maladie majeure”, a commenté Tanikawa. “Non seulement ils ont un taux de mortalité élevé, mais ceux qui survivent luttent contre de graves séquelles. Je pense que cette recherche deviendra la base de traitements médicaux qui pourraient aider ces patients.”