Des scientifiques font se développer de nouveaux os à partir des propres cellules du patient
Les cellules souches ont le pouvoir de se transformer en n’importe quel autre type de cellule, un talent que certains animaux utilisent pour faire repousser leurs membres. En médecine, elles peuvent nous aider à réparer les parties du corps humain endommagées par une blessure ou une maladie.
Image d’entête : grossis 60X, image montrant des cellules souches adultes en train de se transformer en cellules osseuses après un traitement par des ondes sonores à haute fréquence. La couleur verte indique la présence de collagène, que les cellules produisent lorsqu’elles deviennent des cellules osseuses. (Ambattu et col./ Small)
Pour effectuer ces réparations, il faut pouvoir manipuler les cellules souches à la demande, et une nouvelle étude présente une méthode innovante pour y parvenir : l’utilisation d’ondes sonores à haute fréquence pour transformer les cellules souches en cellules osseuses en 5 jours seulement, à raison de 10 minutes de traitement stimulant par jour.
Plus tard, les chercheurs espèrent que cette technique, qui présente plusieurs avantages par rapport aux procédés utilisés aujourd’hui, pourra être utilisée pour faire repousser les os perdus à cause du cancer ou d’autres types de maladies dégénératives.
Selon Amy Gelmi, chargée de recherche du vice-chancelier au Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) en Australie :
Les ondes sonores réduisent de plusieurs jours le temps de traitement habituellement nécessaire pour que les cellules souches commencent à se transformer en cellules osseuses.
Cette méthode ne nécessite pas non plus de médicaments spéciaux pour induire la formation d’os et elle est très facile à appliquer aux cellules souches.
L’approche s’appuie sur des années de travaux visant à modifier les matériaux à l’aide d’ondes sonores d’une fréquence supérieure à 10 MHz, soit des fréquences bien plus élevées que celles que les chercheurs utilisaient auparavant dans ce type d’expériences. Ici, une micropuce a été utilisée pour transformer des cellules souches mises dans de l’huile de silicone et placées sur une plaque de culture.
Illustration graphique du traitement par cellules souches. La micropuce de gauche génère des ondes sonores à haute fréquence (vert) pour manipuler avec précision les cellules souches, qui sont placées dans de l’huile de silicone sur une plaque de culture à fond de verre. (Ambattu et col./ Small)
D’autres procédés expérimentaux dans ce domaine ont connu un certain succès, mais ils sont également compliqués à mettre en place, coûteux à gérer et difficiles à mettre à l’échelle. Ils nécessitent également l’extraction de cellules souches de la moelle osseuse du patient, une procédure douloureuse.
Cette nouvelle approche constitue une amélioration dans tous ces domaines. Les chercheurs ont montré qu’elle fonctionne avec plusieurs types de cellules souches, y compris des cellules souches dérivées de la graisse qui ne sont pas aussi douloureuses à extraire du corps.
Selon Leslie Yeo, ingénieur chimiste au RMIT :
Nous pouvons utiliser les ondes sonores pour appliquer la bonne quantité de pression aux bons endroits des cellules souches, afin de déclencher le processus de transformation.
Notre dispositif est bon marché et simple à utiliser, il pourrait donc être facilement adapté pour traiter simultanément un grand nombre de cellules, ce qui est essentiel pour une ingénierie tissulaire efficace.
Cette mise à l’échelle est la prochaine étape du processus. En théorie, cette approche devrait fonctionner en dehors d’un petit test de laboratoire, mais les scientifiques vont devoir s’en assurer. Il est également possible de miniaturiser davantage la technologie.
Les ondes sonores à haute fréquence utilisées pour le traitement des cellules souches sont générées sur cette micropuce, une technologie peu coûteuse et facile à mettre en œuvre développée par le RMIT. (Ambattu et col./ Small)
Les chercheurs réalisent actuellement de nombreuses percées lorsqu’il s’agit de transformer des cellules souches en différents types de cellules pour lutter contre divers problèmes de santé.
Selon l’équipe, si ce processus particulier peut être étendu, il existe de multiples façons de l’utiliser comme traitement. À terme, on espère que des bioréacteurs pourront être mis au point pour traiter les cellules souches de cette manière.
Selon Gelmi :
Notre étude a montré que cette nouvelle approche présente un fort potentiel pour le traitement des cellules souches, avant de les appliquer sur un implant ou de les injecter directement dans l’organisme pour l’ingénierie tissulaire.
L’étude publiée dans la revue Small : Short-Duration High Frequency MegaHertz-Order Nanomechanostimulation Drives Early and Persistent Osteogenic Differentiation in Mesenchymal Stem Cells et présentée sur le site du Massachusetts Institute of Technology : Sonic advance: How sound waves could help regrow bones.