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Traiter les lésions de la moelle épinière à l’aide d’un hydrogel de chitosane

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Des scientifiques chinois ont conçu un hydrogel innovant de chitosane dopé à la dopamine pour le traitement des lésions de la moelle épinière. Leur travail est paru dans la revue Polymères glucidiques.

Étude: Hydrogel de chitosane modifié par la dopamine pour les lésions de la moelle épinière. Crédit d’image : Sergey Granev/Shutterstock.com

Traiter les blessures de la moelle épinière

Les lésions de la moelle épinière affectent gravement la santé physique et psychologique des patients. Traiter ces problèmes médicaux et fournir une réadaptation appropriée et efficace aux patients est une entreprise complexe en raison de problèmes tels que l’inflammation qui peut affecter la survie des cellules.

Les lésions de la moelle épinière sont des événements hautement traumatisants causés par des accidents ou des actes violents délibérés et entraînent une perte des fonctions sensorielles, autonomes et motrices chez les personnes touchées. Ces blessures entraînent des taux élevés d’invalidité qui peuvent avoir de graves répercussions sur la santé mentale et la vie quotidienne, les patients ayant besoin de soins 24 heures sur 24.

Ces types de blessures ont une physiopathologie complexe et comportent deux stades : blessure primaire et secondaire. La blessure initiale à la colonne vertébrale est appelée blessure primaire et la blessure secondaire est une réaction physiologique à la blessure primaire. Les réactions de blessure secondaires excessives comprennent l’inflammation, l’apoptose (mort cellulaire) et les perturbations électrolytiques qui conduisent à de mauvais microenvironnements locaux.

Actuellement, le principal traitement des lésions de la moelle épinière implique une intervention chirurgicale et une prise en charge thérapeutique de soutien, qui peuvent ne pas être efficaces pour les résultats de santé à long terme. Certaines thérapies de soutien utilisées par les cliniciens comprennent les stéroïdes neuroprotecteurs et la chirurgie décompressive. De plus, des stratégies telles que la stimulation cérébrale invasive et la thérapie comportementale sont utilisées pour favoriser la récupération des fonctions.

Une nouvelle approche : les hydrogels

En raison des problèmes rencontrés par les interventions chirurgicales conventionnelles et les thérapies invasives et des résultats de santé relativement médiocres pour les patients, la recherche s’est concentrée sur la recherche de solutions médicales innovantes ces dernières années. Les domaines connexes de l’ingénierie tissulaire et de la médecine régénérative sont apparus comme des précurseurs dans la fourniture de stratégies médicales efficaces pour ces blessures traumatiques et qui changent la vie.

Ces dernières années, des études ont rapporté le développement d’échafaudages construits à partir de biomatériaux biocompatibles, qui présentent un énorme potentiel de régénération tissulaire. L’utilisation de ces échafaudages pour les lésions de la moelle épinière peut favoriser la migration des neurones et la régénération des axones, améliorant considérablement le taux de guérison des patients.

Les hydrogels possèdent de nombreuses similitudes avec la matrice extracellulaire du corps et ont été étudiés de manière intensive dans les domaines de l’ingénierie tissulaire et de la médecine régénérative en raison de leur biocompatibilité et de leur biodégradabilité. Le réseau tridimensionnel d’hydrogels contient une forte teneur en eau.

Le chitosan est un polysaccharide contenu dans des structures biologiques telles que les coquilles de crustacés qui a été largement étudié pour la construction d’hydrogels. Il est biocompatible, biodégradable et non toxique. Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour fabriquer des hydrogels à partir de chitosane, notamment la liaison ionique et hydrogène, la réticulation chimique et la chélation avec des ions métalliques.

Cependant, les hydrogels de chitosane présentent certains problèmes clés. Ces matériaux avancés possèdent une résistance mécanique insuffisante pour être correctement considérés comme des structures d’échafaudage dans les matériaux biomédicaux. De plus, les agents de réticulation toxiques généralement utilisés lors de leur synthèse peuvent poser des problèmes avec l’utilisation sûre des hydrogels de chitosane.

Bien qu’il reste encore des défis majeurs à surmonter, la recherche a mis en évidence l’effet inhibiteur sur la formation de tissu cicatriciel lors de l’application d’hydrogels de chitosane sur les lésions de la moelle épinière. Ces dernières années, des études ont indiqué que le dopage à la dopamine des hydrogels de chitosane peut améliorer l’adhésion cellulaire et l’affinité cellulaire, favoriser la croissance et la différenciation neuronales et encourager la régénération des axones.

L’étude

Les auteurs ont présenté un nouvel hydrogel de chitosane pour le traitement des lésions de la moelle épinière. L’hydrogel possède une résistance mécanique plus élevée et est modifié par la dopamine. L’acide citrique, un agent de réticulation non toxique, a été utilisé à la place des agents de réticulation conventionnels.

Les propriétés physiochimiques des hydrogels comprennent les propriétés mécaniques, la morphologie et les comportements rhéologiques. Pour évaluer leur pertinence en tant que matériaux biomédicaux, l’adhésion cellulaire et la cytotoxicité ont été évaluées à l’aide de cellules souches neuronales. Des macrophages ont été utilisés pour évaluer l’immunité cellulaire.

De plus, les auteurs ont mené une thérapie d’implantation d’échafaudage, qui est utilisée pour la réparation des lésions de la moelle épinière, afin d’évaluer l’efficacité de l’hydrogel à cette fin médicale. À l’aide de modèles de rats, l’influence positive du dopage à la dopamine sur la promotion de la régulation immunitaire, la régénération nerveuse et la récupération de la fonction motrice a été révélée.

Le nouvel hydrogel développé par les auteurs fournit un bon microenvironnement pour la régénération des tissus de la moelle épinière après une blessure. Cependant, l’article a noté que les mécanismes sous-jacents qui régissent le rôle de l’hydrogel dans la régénération nerveuse ne sont pas clairs. Cela justifie une exploration plus approfondie dans des recherches futures.

L’étude a le potentiel de fonctionner comme une base de connaissances et une référence critique pour de futures études en génie tissulaire et en médecine régénérative des lésions de la moelle épinière. Cela améliorerait considérablement les résultats médicaux pour les patients touchés par ce type de blessure traumatique, bouleversant la vie et psychologiquement dommageable.

Lectures complémentaires

Liu, K., et al. (2022) Hydrogel de chitosane modifié par la dopamine pour les lésions de la moelle épinière, Polymères glucidiques, p.120047 [online, pre-proof] sciencedirect.com. Disponible à: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861722009523?via%3Dihub

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