Les implants «fabriqués à partir de vos propres cellules» pourraient mettre fin à la douleur au dos

By | 27 Novembre, 2018

Les douleurs au dos et au cou résultent souvent de lésions progressives des disques séparant les vertèbres de la colonne vertébrale. Grâce à la nouvelle recherche multidisciplinaire, nous pourrons bientôt trouver une meilleure solution à ce problème: des disques de bio-ingénierie développés à partir des cellules d'une personne.
pointant vers les disques vertébraux

Les chercheurs peuvent-ils créer de nouveaux disques spinaux à partir de cellules souches?

Les chercheurs peuvent-ils créer de nouveaux disques spinaux à partir de cellules souches?

La dégénérescence des disques intervertébraux est un problème courant qui touche une grande partie de la population.

En règle générale, les disques intervertébraux sains agissent en absorbant la tension placée dans la colonne vertébrale lorsque nous bougeons et en ajustant notre posture de la même manière que la suspension d’une voiture.

Si ces disques s'usent, cela peut causer des douleurs dans plusieurs zones du dos ou du cou d'une personne.

Jusqu'à présent, les traitements pour la dégénérescence des disques intervertébraux comprennent la chirurgie de fusion vertébrale et le remplacement des disques endommagés par des disques artificiels.

Cependant, ces approches offrent des avantages limités car elles ne peuvent pas restaurer la fonction complète des disques intervertébraux qu'elles remplacent.

À présent, une équipe de recherche multidisciplinaire de la faculté de médecine, de la faculté de génie et des sciences appliquées Perelman de l'université de Pennsylvanie et de la faculté de médecine vétérinaire tente de résoudre ce problème en mettant au point des disques d'ingénierie biologique intervertébraux à base de cellules souches de chaque individu.

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Les cellules souches sont des cellules non différenciées qui ont le potentiel de "se transformer" en n'importe quelle cellule spécialisée. C'est pourquoi ils sont devenus le centre de nombreuses études de recherche médicale, y compris celle en cours.

Des chercheurs de l'Université de Pennsylvanie travaillent depuis plusieurs années déjà sur des modèles de disques de bio-ingénierie, d'abord en laboratoire, puis en laboratoire et ensuite chez des animaux de grande taille.

«Il s'agit d'une étape importante: pour développer un disque de cette taille en laboratoire, insérez-le dans l'espace disque, puis faites-le commencer à s'intégrer au tissu natif environnant. C'est très prometteur », déclare le professeur Robert L. Mauck, co-auteur de la présente étude.

"La norme de soin actuelle ne restaure pas vraiment le disque, nous espérons donc avec cet appareil conçu le remplacer de manière biologique et fonctionnelle et retrouver toute l'amplitude de mouvement", ajoute-t-il.

Des études réussies sur les animaux jusqu'à présent

Auparavant, les chercheurs avaient testé les nouveaux disques, appelés "structures de couches d'angle analogues à des disques" (DAPS), en queue de rat pendant des semaines 5.

Dans la nouvelle étude, dont les résultats figurent dans la revue Science Translational Medicine, l’équipe a mis au point des disques encore plus conçus. Ils ont ensuite testé à nouveau le nouveau modèle, appelé "DAPS modifié avec plaque d'extrémité" (eDAPS), mais cette fois-ci pendant une période pouvant aller jusqu'à 20.

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La nouvelle structure du disque de génie biologique lui permet de mieux conserver sa forme et de s’intégrer plus facilement au tissu environnant.

Après plusieurs tests (examens IRM et plusieurs analyses tissulaires et mécaniques approfondies), les chercheurs ont découvert que, dans le modèle de rat, l'eDAPS restaurait efficacement la structure et la fonction du disque d'origine.

Ce succès initial a incité l’équipe de recherche à étudier les eDAPS chez les chèvres et a implanté l’appareil dans les épines cervicales de certains animaux. Les scientifiques ont choisi de travailler avec les chèvres car, comme ils l'expliquent, les disques cervicaux de la colonne vertébrale ont des dimensions similaires à celles de l'homme.

En outre, les chèvres ont une taille semi-verticale, ce qui permet aux chercheurs de rapprocher leur étude des essais sur l'homme.

"Une très bonne raison d'être optimiste"

Les tests des chercheurs sur les chèvres ont également été couronnés de succès. Ils ont noté que les eDAPS s'intégraient bien au tissu environnant et que la fonction mécanique des disques coïncidait, si elle n'était pas dépassée, avec celle des disques cervicaux d'origine des chèvres.

"Je pense que c'est vraiment excitant que nous soyons venus si loin, de la queue de rat aux implants à taille humaine", a déclaré le Dr Harvey E. Smith, co-auteur de l'étude.

«Lorsque nous examinons le succès de la littérature sur les dispositifs mécaniques, je pense qu’il ya une très bonne raison d’être optimiste sur le fait que nous pourrions obtenir ce même succès, si ce n’est le surmonter avec les disques conçus».

Dr Harvey E. Smith

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Les chercheurs disent que la prochaine étape consistera à effectuer des tests supplémentaires et plus approfondis sur les chèvres, ce qui permettra aux scientifiques de mieux comprendre le fonctionnement de eDAPS.

En outre, l’équipe de recherche envisage de tester les eDAPS dans des modèles de dégénérescence du disque intervertébral humain, ce qui devrait faire un pas de plus vers les essais cliniques.

"Il existe de nombreuses possibilités d'implanter un dispositif biologique constitué de vos propres cellules", explique le Dr Smith, ajoutant que "l'utilisation d'un dispositif de remplacement du maintien des mouvements basé sur les tissus dans les arthroplasties de cette nature n'est pas quelque chose que nous considérons. Ils ne l'ont pas encore fait en orthopédie. "

"Je pense que ce serait un changement de paradigme dans la manière dont nous traitons réellement ces maladies de la colonne vertébrale et dans la façon dont nous abordons la reconstruction des articulations en évitant tout mouvement", poursuit-il.


[expand title = »références«]

  1. Prévalence et distribution de la dégénérescence du disque intervertébral dans l’ensemble de la colonne vertébrale d’une cohorte de population: étude de la colonne vertébrale de Wakayama https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1063458413010029
  2. Maladie discale intervertébrale https://ghr.nlm.nih.gov/condition/intervertebral-disc-disease
  3. Fonction mécanique à long terme et intégration d'un disque intervertébral d'ingénierie tissulaire implanté http://stm.sciencemag.org/content/10/468/eaau0670

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