Une équipe de recherche internationale a créé des bio-tendons parfaitement fonctionnels à base de cellules souches humaines. Thérapie révolutionnaire possible.
Crédit : Département de biomédecine des systèmes, TMDU
Tendons biologiques créés en laboratoire à partir de cellules souches humaines capables de remplacer efficacement les vrais tendons lors de tests sur des modèles animaux. Comme les lésions de ces tissus conjonctifs – qui relient les os et les muscles – mettent beaucoup de temps à cicatriser et que souvent les thérapies adoptées n’aboutissent pas aux résultats escomptés, surtout à long terme, des bio-tendons produits en laboratoire capables de remplacer/ réparer ceux qui sont endommagés pourrait grandement améliorer la qualité de vie des patients. La chirurgie pourrait être particulièrement intéressante pour les sportifs de haut niveau, qui ont un risque significativement plus élevé de blessure aux tendons et aux ligaments.
Les tendons développés en laboratoire ont été développés par une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques de divers départements de l’Université de médecine et de dentisterie de Tokyo (TMDU), qui ont collaboré étroitement avec des collègues du centre de recherche et du département de médecine moléculaire du Scripps Research Institute of La Jolla (États-Unis). Les scientifiques, coordonnés par le professeur Hiroki Tsutsumi de l’université japonaise, ont obtenu ce résultat extraordinaire à partir de cellules somatiques adultes humaines, qui ont été transformées en cellules souches pluripotentes induites (iPSC). Ce sont des cellules connues pour leur capacité à se différencier en n’importe quelle autre cellule de notre corps.
Les scientifiques ont différencié les cellules souches humaines en cellules souches mésenchymateuses (iPSC-MSC) et les ont ensuite transfectées avec le soi-disant Mohawk (Mkx); c’est un facteur de transcription « qui favorise l’expression des gènes impliqués dans la formation des tendons et guide donc la différenciation des cellules souches en cellules tendineuses », ont expliqué les auteurs de l’étude dans un communiqué. Les cellules obtenues, appelées Mkx-iPSC-MSC, ont été organisées dans un système de culture 3D particulier, qui est étiré mécaniquement lors de la prolifération pour obtenir un véritable bio-tendon avec une matrice extracellulaire alignée. En termes simples, les cellules souches humaines peuvent développer des structures biologiques très similaires aux tendons qui se développent naturellement dans le corps.
Pour tester l’efficacité de ces bio-tendons, le professeur Tsutsumi et ses collègues les ont testés dans un modèle de rupture du tendon d’Achille chez la souris. Après implantation, le tendon de remplacement a montré des propriétés mécaniques similaires à celles d’un vrai tendon intact six semaines après l’opération. « Les résultats étaient passionnants », ont écrit les auteurs de l’étude. Pour rendre ce résultat encore plus significatif, le fait que le bio-tendon a attiré de véritables cellules tendineuses de rongeurs dans la zone de l’implant, capables d’améliorer encore la réparation des dommages et d’intégrer le tissu.
« Nous avons montré que les bio-tendons dérivés de cellules souches pluripotentes induites par l’homme ont des propriétés mécaniques et biologiques similaires aux tendons normaux et peuvent être entièrement intégrés relativement rapidement après transplantation dans un modèle murin, ce qui en fait une stratégie intéressante pour une application clinique dans les lésions tendineuses. La prochaine étape vers des essais cliniques serait de les tester sur de grands modèles animaux pour évaluer leur capacité en biomatériaux à plus grande échelle », a déclaré le Dr Hiroshi Asahara, co-auteur de l’étude. Avant les tests sur l’homme, il faudra donc encore du temps. Les détails de la recherche « Generation of a tendon-like fabric from human iPS cells » ont été publiés dans la revue scientifique spécialisée Journal of Tissue Engineering.