Des chercheurs réussissent la première transplantation de tissu médullaire humain en 3D au monde
La paralysie due à une lésion de la colonne vertébrale est longtemps restée incurable. Les progrès scientifiques pourraient-ils permettre aux personnes concernées de se remettre sur pied plus rapidement que prévu ? Dans une première mondiale, des chercheurs de l’université de Tel Aviv (TAU) ont fabriqué des tissus de moelle épinière humaine en 3D et les ont implantés dans un modèle de laboratoire souffrant de paralysie chronique à long terme, démontrant un taux élevé de réussite dans la restauration des capacités de marche.
Les chercheurs se préparent maintenant à la prochaine étape de l’étude, à savoir des essais cliniques sur des patients humains. Ils espèrent que d’ici quelques années, les tissus artificiels seront implantés chez des personnes paralysées, ce qui leur permettra de se lever et de marcher à nouveau.
Comment inverser une lésion de la colonne vertébrale ?
« Notre technologie repose sur le prélèvement d’une petite biopsie du tissu adipeux du ventre du patient », explique le professeur Tal Dvir, dont l’équipe de recherche a dirigé l’étude. « Ce tissu, comme tous les tissus de notre corps, est constitué de cellules et d’une matrice extracellulaire comprenant des substances telles que des collagènes et des sucres. Après avoir séparé les cellules de la matrice extracellulaire, nous avons utilisé le génie génétique pour reprogrammer les cellules, les ramenant à un état qui ressemble aux cellules souches embryonnaires – à savoir des cellules capables de devenir n’importe quel type de cellule dans le corps. »
Boîte de Pétri avec des échantillons de tissus (Photo : Sagol Center for Regenerative Biotechnology)
À partir de la matrice extracellulaire, les chercheurs ont produit un hydrogel personnalisé, qui ne susciterait aucune réaction immunitaire ou de rejet après implantation. Ils ont ensuite encapsulé les cellules souches dans l’hydrogel et, selon un processus qui imite le développement embryonnaire de la moelle épinière, ont transformé les cellules en implants 3D de réseaux neuronaux contenant des motoneurones.
Réseau neuronal (Photo : Sagol Center for Regenerative Biotechnology)
Les implants de moelle épinière humaine ont ensuite été implantés dans deux groupes différents de modèles de laboratoire : ceux qui étaient paralysés depuis peu (modèle aigu) et ceux qui étaient paralysés depuis longtemps (modèle chronique) – ce qui équivaut à un an chez l’homme. Après l’implantation, 100 % des modèles de laboratoire atteints de paralysie aiguë et 80 % de ceux atteints de paralysie chronique ont retrouvé leur capacité à marcher.
Cette étude révolutionnaire a été menée par l’équipe de recherche du professeur Tal Dvir au Sagol Center for Regenerative Biotechnology, à la Shmunis School of Biomedicine and Cancer Research et au département d’ingénierie biomédicale de l’université de Tel Aviv. L’équipe du laboratoire du professeur Dvir comprend le doctorant Lior Wertheim, le docteur Reuven Edri et le docteur Yona Goldshmit. Parmi les autres collaborateurs, citons le professeur Irit Gat-Viks de l’école Shmunis de biomédecine et de recherche sur le cancer, le professeur Yaniv Assaf de l’école Sagol de neurosciences et le docteur Angela Ruban de l’école Stanley Steyer des professions de santé de la faculté de médecine Sackler, tous de l’université de Tel Aviv. Les résultats de l’étude ont été publiés dans la prestigieuse revue scientifique Advanced Science.
Visualisation de la prochaine étape de la recherche – des implants de moelle épinière humaine pour traiter la paralysie (Photo : Centre Sagol pour la biotechnologie régénérative)
Remettre sur pied les patients souffrant de paralysie
Il est encourageant de constater que les animaux modèles ont suivi un processus de rééducation rapide, à l’issue duquel ils pouvaient marcher assez bien. Il s’agit du premier cas au monde où des tissus humains artificiels implantés ont permis la guérison d’un modèle animal de paralysie chronique à long terme, qui est le modèle le plus pertinent pour les traitements de la paralysie chez l’homme.
« Notre objectif est de produire des implants de moelle épinière personnalisés pour chaque personne paralysée, permettant la régénération du tissu endommagé sans risque de rejet », déclare le professeur Dvir.
Sur la base de la technologie révolutionnaire d’ingénierie des organes développée dans le laboratoire du Prof. Dvir, il s’est associé à des partenaires industriels pour créer Matricelf (matricelf.com) en 2019. L’entreprise applique l’approche du professeur Dvir dans le but de rendre les traitements par implants de moelle épinière disponibles sur le marché pour les personnes souffrant de paralysie.
Le professeur Dvir, qui dirige le Sagol Center for Regenerative Biotechnology, conclut : « Nous espérons atteindre le stade des essais cliniques sur l’homme dans les prochaines années, et finalement remettre ces patients sur pied. Le programme préclinique de la société a déjà été discuté avec la FDA. Comme nous proposons une technologie avancée en médecine régénérative, et qu’il n’existe actuellement aucune alternative pour les patients paralysés, nous avons de bonnes raisons d’espérer une approbation relativement rapide de notre technologie. »
