Chloé Leroy
Des scientifiques de l’Institut Terasaki pour l’innovation biomédicale (TIBI) ont réalisé un progrès dans la bio-impact 3D de tissus musculaires squelettiques de type natif. La clé de l’approche des scientifiques de TIBI réside dans leur bioink spécialement formulé, qui contient des microparticules conçues pour l’administration prolongée du facteur de croissance analogue à l’insuline-1 (IGF-1). Comme l’a montré leur récent posting dans Macromolecular Bioscience, l’administration prolongée d’IGF-1 améliore la formation de tissu musculaire squelettique experienced à partir de cellules précurseurs musculaires et facilite leur alignement structurel. Cela augmente l’efficacité du processus de régénération et peut conduire à des thérapies efficaces pour les personnes souffrant de perte musculaire ou de blessures.
La perte de muscle squelettique due à un traumatisme, une maladie ou une intervention chirurgicale entraîne non seulement une déficience fonctionnelle, mais endommage également les tissus associés, tels que les vaisseaux sanguins et autres tissus structurels. Le traitement actuel d’une telle perte musculaire consiste à transférer le tissu musculaire sain d’un patient d’un web page différent vers le web page de la blessure. Cependant, une innervation insuffisante et d’autres complications liées au tissu transplanté peuvent entraver la récupération musculaire complète.
Le processus normal de développement musculaire est progressif, au cours duquel les cellules précurseurs des muscle tissues ronds, appelées myoblastes, fusionnent pour former des cellules de forme tubulaire appelées myotubes. Ces myotubes finissent par se transformer en fibres musculaires matures. En as well as de la maturation des cellules musculaires, un alignement et une orientation cellulaires précis sont essentiels au succès de la contraction et du fonctionnement musculaire.
Des initiatives ont été déployés pour bio-ingénierie des tissus musculaires squelettiques fonctionnels, mais la plupart des approches présentent leur propre ensemble de défis. Par exemple, les tentatives de conception de tissus musculaires squelettiques de form natif à l’aide de méthodes d’électrofilage ont produit des tissus musculaires présentant un alignement et une orientation structurels appropriés pour la réparation et la régénération cependant, les capacités des tissus en matière de maturation cellulaire et de contraction musculaire se sont révélées insuffisantes.
L’approche TIBI utilise la bioimpression 3D avec une bio-encre composée de GelMA (un hydrogel biocompatible à foundation de gélatine), de cellules myoblastiques et de microparticules conçues pour une administration prolongée d’IGF-1.
L’IGF-1 favorise la régénération et la réparation musculaire lorsqu’il est présent pendant au moins dix jours. Pour assurer une libération prolongée d’IGF-1 pendant plusieurs jours, les chercheurs ont utilisé un système microfluidique pour fabriquer des microparticules de taille uniforme recouvertes d’IGF-1. L’IGF-1 était progressivement libéré de la area des microparticules à mesure que les particules se dégradaient.
Une semaine après la création des constructions musculaires avec le nouveau bioink, les chercheurs ont observé une amélioration de l’alignement, de la fusion et de la différenciation des myoblastes en myotubes, qui se sont également révélés croître et s’allonger beaucoup as well as que les constructions sans libération prolongée d’IGF-1. Fait intéressant, dix jours après la bio-perception, les constructions de tissus musculaires ayant une libération prolongée d’IGF-1 ont commencé à se contracter spontanément.
Des études précliniques ont été réalisées avec des souris recevant des implants de constructions de tissus musculaires bio-imprimés en 3D. Les souris implantées avec des constructions de tissu musculaire offrant une libération prolongée d’IGF-1 présentaient le moreover haut degré de régénération du tissu musculaire 6 semaines après l’implantation.
Des expériences in vivo supplémentaires ont révélé que la libération prolongée d’IGF-1 déclenchait également une réponse inflammatoire bien régulée qui s’est avérée bénéfique pour la réparation des tissus.
« La libération prolongée d’IGF-1 facilite la maturation et l’alignement des cellules musculaires, ce qui constitue une étape cruciale dans la réparation et la régénération des tissus musculaires », a déclaré Ali Khademhosseini, Ph.D. directeur et PDG de TIBI. “Il existe un grand potentiel d’utilisation de cette stratégie pour la création thérapeutique de tissus musculaires fonctionnels et contractiles.”
