Des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Chicago ont montré que même après que le tissu pulmonaire a été endommagé, il peut être doable d’inverser la fibrose et de favoriser la réparation des tissus grâce à un traitement avec des cellules stromales mésenchymateuses recouvertes de microgel.



La fibrose pulmonaire est une maladie chronique causée par des toxines environnementales, des médicaments ou des circumstances médicales comme la pneumonie et la polyarthrite rhumatoïde. Elle se caractérise par la formation de tissu cicatriciel en raison de dommages ou d’une réponse immunitaire incontrôlée, et elle peut provoquer des difficultés respiratoires légères à sévères et une privation d’oxygène. On pense actuellement que la fibrose est principalement irréversible, car les traitements médicamenteux actuels ne sont que modérément efficaces pour gérer les symptômes et provoquent généralement des effets secondaires importants.

Les cellules stromales mésenchymateuses, ou CSM, sont multipotentes et auto-renouvelables, tout comme les cellules souches, et elles ont été étudiées pour leur potentiel à traiter des affections comme la fibrose.



« Alors que des études précédentes ont testé les effets thérapeutiques des MSC – qui sont connus pour supprimer l’inflammation et s’adapter à différents environnements tissulaires – leur efficacité a jusqu’à présent été limitée aux phases précoces de la maladie, lorsque les niveaux d’inflammation sont élevés et que le tissu cicatriciel est toujours en formation « , a déclaré Jae-Won Shin, professeur adjoint de pharmacologie et de bio-ingénierie à l’UIC au Collège de médecine et auteur correspondant de l’étude. « Notre approche consistait à optimiser les thérapies à foundation de MSC pour qu’elles fonctionnent après que l’inflammation ait été réduite, c’est-à-dire lorsque la plupart des gens reçoivent un diagnostic de fibrose. »

Comme décrit dans un nouvel posting publié dans Mother nature Biomedical Engineering, les chercheurs de l’UIC ont conçu un microgel mince qui, lorsqu’il est conçu de manière spécifique, peut augmenter le potentiel thérapeutique des CSM pour dégrader le tissu cicatriciel et régénérer les tissus sains dans des modèles murins de fibrose.

Shin et ses collègues ont conçu le microgel, qui est aussi doux que du tissu pulmonaire sain, et ont incorporé une petite protéine appelée facteur de nécrose tumorale alpha. Également connue sous le nom de TNF-alpha, cette protéine agit comme un signal inflammatoire qui motivate les CSM à synthétiser la collagénase. La collagénase est une enzyme qui dégrade l’excès de collagène dans les tissus fibreux et favorise la restauration des tissus endommagés.

Pour optimiser les MSC avec le microgel, les chercheurs de l’UIC ont conçu un dispositif microfluidique pour encapsuler des cellules individuelles rapidement et de manière cohérente dans le gel mince.

« Nous avons miniaturisé à petite échelle, la cellule individuelle, ce qui est vital pour l’administration de la thérapeutique dans les minuscules voies respiratoires des poumons », a déclaré le premier auteur de l’étude, Sing-Wan Wong, associé de recherche postdoctoral à l’UIC au département de pharmacologie et médecine régénérative.

Dans les modèles de lésion fibrotique, les chercheurs de l’UIC ont observé des indicateurs réduits de cicatrisation et des indicateurs accrus de tissu pulmonaire sain, tels que des niveaux et une architecture de collagène normaux, uniquement chez les souris traitées avec des MSC enrobées de leur gel incorporé au TNF-alpha via une encapsulation cellulaire exclusive..

« C’est vraiment l’une des premières démonstrations scientifiques que les niveaux de collagène peuvent être bien normalisés après une lésion fibrotique, et que l’environnement cellulaire, pas seulement les cellules elles-mêmes, peut être conçu au niveau unicellulaire d’une manière précise », a déclaré Shin.. « Nos résultats suggèrent une approche réalisable pour programmer de manière prédictive les fonctions cellulaires pour les résultats thérapeutiques souhaités. »