Des scientifiques de l'Université Sechenov, conjointement avec leurs collègues chercheurs chinois et américains, ont examiné les dernières avancées dans l'utilisation des cellules progénitrices des muscles squelettiques, en précisant les principaux défis inhérents à l'applicabilité des MPC en thérapie cellulaire, et décrivant les technologies de rupture les plus prometteuses. Les résultats de cette recherche ont été rapportés dans Examens de physique appliquée , l'article ayant été chaleureusement salué par le comité de rédaction.

Les cellules progénitrices sont des cellules qui ont la capacité d'évoluer (ou de se différencier) en un type spécifique de cellule, par exemple, cellules du tissu musculaire. Cette capacité en fait des candidats clés pour la thérapie cellulaire dans le traitement des tissus musculaires endommagés dus à une blessure, maladie, ou des dysfonctionnements liés à l'âge. La technique pourrait être décrite comme suit :les cellules progénitrices sont récoltées à partir de l'échantillon de tissu musculaire sain du patient, cultivées in vitro puis greffées sur les tissus endommagés du patient. La méthode nécessite un environnement approprié (semblable à celui du corps humain) pour permettre la différenciation des cellules progénitrices dans des conditions de laboratoire. Cependant, étant très sensible aux changements les plus subtils du microenvironnement propice à la croissance, les cellules progénitrices peuvent modifier leurs modèles de comportement ex vivo et perdre la capacité de se différencier en types de cellules cibles.

La recherche démontre qu'une bonne gestion du comportement des cellules progénitrices nécessite à la fois un échafaudage approprié (ou une « épine dorsale » sur laquelle le tissu est cultivé) et une matrice extracellulaire qui interconnecte les cellules environnantes et régule les processus intracellulaires.

La matrice extracellulaire qui fournit le microenvironnement des cellules progénitrices in vivo contient des centaines de protéines diverses, lipides, et les glucides, qui jouent un rôle crucial dans la régénération des tissus. Ce microenvironnement est extrêmement actif et ses processus internes sont essentiels à la croissance et à la migration des cellules. Malgré la multitude existante de matrices extracellulaires artificielles, y compris ceux dérivés de tissus animaux, les tissus humains natifs restent l'environnement le plus favorable à la culture cellulaire.

Avant de publier leur rapport, les auteurs avaient conçu des échafaudages dérivés de la matrice extracellulaire pour la biofabrication de la peau, tissus musculaires squelettiques et rénaux qui ont démontré d'excellents résultats de viabilité en raison de leur différenciation tissulaire spécifique. Pour concevoir des matrices fonctionnelles, toutes les cellules et leurs composants pouvant déclencher une réaction immunitaire lors de la greffe sont isolés mécaniquement, ou lavé avec une solution de traitement, de l'échantillon de tissu cible. Les scientifiques ont conçu et testé une méthode de décellularisation des tissus qui élimine efficacement les composants cellulaires, tout en préservant son support structurel - la matrice - et ses composés actifs (cytokines, facteurs de croissance), qui contrôlent essentiellement le comportement cellulaire. Ceci a été rendu possible en accélérant le processus de décellularisation :la solution reste en contact avec les composés critiques pendant une période de temps plus courte, assurer leur intégrité et leur viabilité. Il existe également un certain nombre de types d'hydrogel de matrice extracellulaire qui se sont avérés raisonnablement efficaces dans la construction tissulaire et l'apport de nutriments.

Comme Peter Timashev, un auteur collaborateur et directeur de l'Institut de médecine régénérative de l'Université Sechenov, remarqué, "Lorsque l'ingénierie des tissus ou des organes du corps in vitro, nous visons toujours à créer le type d'environnement qui serait aussi identique au corps humain que possible. Cela étant dit, la complexité même de la composition de la matrice extracellulaire rend la fabrication de matrices artificielles entièrement durables irréalisable à ce stade. Par conséquent, notre objectif est d'essayer d'extraire la matrice très soigneusement et de l'utiliser dans l'ingénierie des tissus cibles. Cette technique permettra une reproduction précise des tissus vivants à l'avenir et facilitera leur application en milieu clinique. »