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4 Avr, 2023

La soie d’araignée et de ver à soie combinée pour créer un nouveau matériau de réparation des nerfs

La soie d’araignée et de ver à soie combinée pour créer un nouveau matériau de réparation des nerfs

Des chercheurs ont combiné la soie d’araignées tisseuses d’orbes dorées et de vers à soie pour créer un nouveau matériau très prometteur pour le traitement des lésions nerveuses

Les méthodes actuelles de réparation des nerfs lésés peuvent être aléatoires et se limitent à la réparation sur de courtes distances. Pour la première fois, des chercheurs ont combiné deux types de soie pour créer une méthode biocompatible prometteuse permettant de régénérer les nerfs blessés sur de plus longues distances.

Les nerfs périphériques envoient des messages du cerveau et de la moelle épinière au reste du corps pour, par exemple, faire bouger vos muscles lorsque vous marchez ou vous indiquer que vous avez froid aux pieds. Les nerfs périphériques sont facilement endommagés, interrompant la capacité du cerveau à communiquer avec les muscles et les organes.

Le traitement standard pour réparer un nerf périphérique endommagé est l’autogreffe : les chirurgiens excisent la partie endommagée et la remplacent par un nerf provenant d’une autre partie du corps. Le nerf greffé est prélevé sur un nerf sensoriel, généralement le nerf sural, qui procure une sensation à une zone de la peau où la sensation n’est pas vitale. Mais le taux de réussite des greffes de nerfs peut être aléatoire.

Les guides nerveux, structures tubulaires suturées aux deux extrémités d’un nerf sectionné pour combler le fossé, existent depuis une trentaine d’années. Cependant, ils ne peuvent être utilisés que pour combler de petites lacunes. Actuellement, les guides nerveux approuvés par la FDA sont limités aux défauts nerveux de courte distance, jusqu’à 3 cm. Les distances plus longues nécessitent un cadre interne qui fournisse le soutien structurel et cellulaire requis.

Des chercheurs de l’université d’Oxford et de l’université de médecine de Vienne ont créé un nouveau guide nerveux en combinant deux types différents de soie naturelle provenant de vers à soie (Bombyx mori) et d’araignées tisserandes (Trichonephila edulis) qui a le potentiel de régénérer les nerfs sur de plus longues distances.

Des études antérieures ont démontré les avantages de l’utilisation de la soie comme biomatériau. La soie du cocon du ver à soie est composée de protéines de fibroïne et de séricine. Ces deux protéines sont biocompatibles, élastiques et résistantes. Il a été démontré que la fibroïne de soie favorise la cicatrisation des plaies en augmentant la prolifération et la croissance des cellules. La soie traînante de l’araignée tisseuse d’orbes possède des propriétés mécaniques remarquables, notamment une grande résistance à la traction et une grande souplesse.

Pour la première fois, les chercheurs ont combiné les caractéristiques de la fibroïne de soie reconstituée en tubes et des filaments de soie d’araignée naturelle pour créer un conduit de soie dans la soie. La paroi du conduit était constituée de fibroïne de soie de ver à soie, remplie de fibres de soie d’araignée à tissage orbital qui agissaient comme une structure de guidage interne, un peu comme une main courante pour les nerfs.

Le guide nerveux a été testé sur des rats dont le nerf sciatique droit avait été sectionné, entraînant un écart important de 10 mm. Les chercheurs ont constaté que les nerfs endommagés s’adaptaient aux guides nerveux en soie et se développaient le long des fils de soie, réussissant à reconnecter les terminaisons coupées.

« Dans notre étude, il s’est avéré que les nerfs périphériques fonctionnent bien lorsque ces fils sont en soie, la soie d’araignée étant apparemment préférée pour les rails de guidage », a déclaré Lorenz Semmler, premier auteur de l’étude.

Les chercheurs ont également acquis une meilleure compréhension de la structure moléculaire des tubes de soie du ver à soie et ont découvert que leur porosité permet l’échange de nutriments et de déchets, ce qui est vital pour le processus de guérison. En outre, les cellules responsables de la régénération des nerfs ont adhéré aux deux types de soie.

« Dans le cadre de notre étude, nous avons non seulement réussi à réparer les nerfs, mais nous avons également pu analyser en détail les composantes du processus de guérison », précise Lorenz Semmler.

L’utilisation de matériaux naturels pour les guides nerveux présente des avantages évidents par rapport aux substances synthétiques. La soie d’araignée est biodégradable et ne produit qu’une très faible réaction immunitaire dans les modèles animaux. Elle est également évolutive. Une seule récolte sur une araignée tisseuse d’orbes peut produire environ 10 m de soie, ce qui est suffisant pour remplir un guide nerveux de 10 mm de long. La nature poreuse de la soie de ver à soie pourrait permettre l’incorporation de molécules bioactives pour favoriser la régénération des nerfs sur de plus longues distances.

« Les soies animales offrent des propriétés mécaniques et biologiques exceptionnelles et des possibilités de fabrication polyvalentes pour faciliter la réingénierie des tissus », a déclaré Fritz Vollrath, coauteur de l’étude. « Nos guides nerveux avancés en soie combinent l’excellente capacité de la soie du ver à soie à être transformée en structures tridimensionnelles avec les qualités exceptionnelles d’adhésion cellulaire de la soie de l’araignée.

Les chercheurs espèrent que leur découverte ouvrira la voie au développement de guides nerveux « prêts à l’emploi » pour traiter les lésions des nerfs périphériques chez l’homme.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202203237

https://www.meduniwien.ac.at/web/en/ueber-uns/news/2023/default-34fee72b1e/seide-als-vielversprechendes-material-fuer-die-reparatur-verletzter-nerven-erforscht/

https://www.ox.ac.uk/news/2023-04-03-silk-spiders-and-silkworms-found-be-promising-material-repair-injured-nerves-0#:~:text=New%20study%20shows%20that%20tubes,gap%20nerve%20injuries%20in%20rats.