Afin de lutter contre la principale cause de cécité dans les pays développés, des chercheurs ont fait appel aux nanotechnologies pour favoriser la régénération des cellules rétiniennes.
La dégénérescence maculaire est une forme de perte de la vision centrale qui a des conséquences considérables sur la société, la mobilité et l’esprit. Elle touche des centaines de millions de personnes dans le monde et sa prévalence augmente.
La dégénérescence est la conséquence de l’endommagement des cellules pigmentaires de la rétine. Notre organisme est incapable de faire croître et de remplacer ces cellules lorsqu’elles commencent à mourir. Les scientifiques ont donc exploré d’autres méthodes pour remplacer ces cellules et la membrane dans laquelle elles se trouvent.
« Dans le passé, les scientifiques cultivaient les cellules sur une surface plane, ce qui n’est pas biologiquement pertinent », explique Barbara Pierscionek, biochimiste à l’université Anglia Ruskin.
« En utilisant ces nouvelles techniques, la lignée cellulaire s’est avérée prospérer dans l’environnement 3D fourni par les échafaudages. »
Biola Egbowon, scientifique biomédical à la Nottingham Trent University, et ses collègues ont fabriqué ces échafaudages en 3D avec des nanofibres de polymère et les ont enduits d’un stéroïde pour réduire l’inflammation.
En utilisant une technique appelée électrofilage, qui produit des fibres d’une largeur de l’ordre du nanomètre en faisant gicler un polymère fondu à travers un champ de haute tension, l’équipe a réussi à maintenir l’échafaudage suffisamment fin.
Le polymère de polyacrylonitrile utilisé a assuré la résistance mécanique et le polymère de Jeffamine attire l’eau, ce qui permet à l’échafaudage synthétique d’agir comme une membrane.
La capacité du matériau à attirer l’eau aide les cellules à se lier à l’échafaudage et favorise leur croissance, mais lorsque l’effet est trop fort, il a également été associé à la mort des cellules dans des recherches antérieures.
La nouvelle formulation de l’équipe semble être la bonne, car le système a augmenté la croissance et la longévité des cellules de laboratoire de la rétine et les a gardées viables pendant au moins 150 jours.
« Cette recherche a démontré, pour la première fois, que les échafaudages de nanofibres traités avec une substance anti-inflammatoire telle que l’acétonide de fluocinolone peuvent améliorer la croissance, la différenciation et la fonctionnalité des cellules épithéliales du pigment rétinien », déclare Pierscionek.
Des tentatives antérieures ont utilisé le collagène et la cellulose pour créer un échafaudage similaire, mais M. Egbowon et son équipe pensent que leur option synthétique sera plus facile à rendre compatible avec nos systèmes immunitaires et plus simple à modifier.
La nouvelle étude a démontré que cette méthode peut maintenir en bonne santé la couche unique de cellules rétiniennes requise, en produisant des biomarqueurs qui indiquent qu’elles fonctionnent de manière plus naturelle que ce qui a été constaté lorsqu’elles se développent sur d’autres supports.
Cependant, nous ignorons encore beaucoup de choses sur la viabilité de cette approche pour le traitement des patients humains atteints de dégénérescence maculaire.
« Bien que cela puisse indiquer le potentiel de ces échafaudages cellulaires en médecine régénérative, cela ne répond pas à la question de la biocompatibilité avec les tissus humains », préviennent Egbowon et ses collègues dans leur article, car il y a une énorme différence entre la culture de cellules dans une boîte de Pétri et l’obtention d’un substitut de tissu fonctionnel à l’intérieur d’un corps.
D’autres recherches dans ce domaine examinent déjà si les cellules cultivées en laboratoire peuvent être réinsérées dans d’autres types de cellules rétiniennes pour former des unités de tissu fonctionnelles. Une autre tactique consiste à activer des cellules déjà présentes dans les tissus oculaires humains qui régénèrent les cellules rétiniennes chez d’autres animaux.
Les prochaines étapes de l’équipe consisteront à étudier l’orientation des cellules, ce qui est important pour s’assurer qu’elles peuvent maintenir une bonne irrigation sanguine, avant d’envisager de les tester à l’intérieur d’un système vivant.