Chaque semaine dans sa clinique de l'Université du Michigan, le neurologue Joseph Corey, MARYLAND., Doctorat., traite les patients dont les nerfs meurent ou rétrécissent en raison d'une maladie ou d'une blessure.

Il voit la douleur, la perte de capacité et les autres effets que provoquent les maladies destructrices des nerfs - et souhaite qu'il puisse donner aux patients des traitements plus efficaces que ceux disponibles, ou régénérer leurs nerfs. Puis il se dirige vers son laboratoire de recherche au VA Ann Arbor Healthcare System, où son équipe travaille vers cet objectif précis.

Dans de nouvelles recherches publiées dans plusieurs articles récents, Corey et ses collègues de la faculté de médecine U-M, VAAAHS et l'Université de Californie, San Francisco rapporte un succès dans le développement de technologies de nanofibres polymères pour comprendre comment les nerfs se forment, pourquoi ils ne se reconnectent pas après une blessure, et ce qui peut être fait pour prévenir ou ralentir les dommages.

Utiliser des nanofibres polymères plus fines que les cheveux humains comme échafaudages, les chercheurs ont persuadé un type particulier de cellule cérébrale de s'enrouler autour de nanofibres qui imitent la forme et la taille des nerfs trouvés dans le corps.

Ils ont même réussi à encourager le processus de myélinisation – la formation d'un revêtement protecteur qui protège les fibres nerveuses plus grosses des dommages. Ils ont commencé à voir de multiples couches concentriques de la substance protectrice appelée myéline commencer à se former, tout comme ils le font dans le corps. Avec l'équipe du laboratoire de leur collaborateur Jonah Chan à l'UCSF, les auteurs ont rapporté les résultats dans Méthodes naturelles .

La recherche porte sur les oligodendrocytes, qui sont les acteurs de soutien des neurones, les « étoiles » du système nerveux central. Sans oligodendrocytes, les neurones du système nerveux central ne peuvent pas transmettre efficacement les signaux électriques qui contrôlent tout, des mouvements musculaires aux fonctions cérébrales.

Les oligodendrocytes sont le type de cellules généralement affectées par la sclérose en plaques, et la perte de myéline est une caractéristique de cette maladie débilitante.

Les chercheurs ont également déterminé le diamètre optimal des nanofibres pour soutenir ce processus – donnant de nouveaux indices importants pour répondre à la question de savoir pourquoi certains nerfs sont myélinisés et d'autres non.

Bien qu'ils n'aient pas encore créé des "nerfs dans un plat pleinement fonctionnels, " les chercheurs pensent que leur travail offre une nouvelle façon d'étudier les nerfs et de tester les possibilités de traitement. Corey, professeur adjoint de neurologie et de génie biomédical à l'U-M Medical School et chercheur à la VA Geriatrics Research, Centre d'éducation et clinique, explique que les fibres fines sont cruciales pour la réussite des travaux.

"S'il a à peu près la même longueur et le même diamètre qu'un neurone, les cellules nerveuses le suivent et leur forme et leur emplacement s'y conforment, " dit-il. " Essentiellement, ces fibres ont la même taille qu'un neurone."

Les chercheurs ont utilisé du polystyrène, un plastique commun, pour fabriquer des fibres grâce à une technique appelée électrofilage. Dans un article récent dans Materials Science and Engineering C, ils ont découvert de nouvelles techniques pour optimiser la façon dont les fibres fabriquées à partir de poly-L-lactide, un polymère biodégradable, peuvent être mieux alignés pour ressembler aux neurones et guider les cellules nerveuses en régénération.

Ils travaillent également à déterminer les facteurs qui font que les oligodendrocytes s'attachent aux axones longs et étroits des neurones, et peut-être aussi commencer à former des gaines de myéline.

En attachant des molécules particulières aux nanofibres, Corey et ses collègues espèrent en savoir plus sur ce qui fait que ce processus fonctionne et ce qui le fait mal tourner, comme dans les maladies causées par un mauvais développement nerveux.

"Ce que nous devons faire pour la sclérose en plaques, c'est d'encourager les nerfs à se remyéliniser, " dit-il. " Pour les lésions nerveuses causées par un traumatisme, d'autre part, nous devons encourager la régénération."

En plus de Corey, la recherche a été dirigée par Chan, le professeur Rachleff de neurologie à l'UCSF, Membre de l'équipe du laboratoire VAAAHS et diplômé U-M Samuel J. Tuck, Michelle Leach, étudiante diplômée en génie biomédical de l'UM, Stéphanie Redmond de l'UCSF, Seonook Lee, Synthia Mellon et S.Y. Christin Chong, et Zhang-Qi Feng de U-M Biomedical Engineering.

Nerfs périphériques, qui ont des neurones au centre entourés de cellules appelées cellules de Schwann, peut également être étudiée en utilisant la technique des nanofibres. Le système pourrait également être utilisé pour étudier comment différents types de cellules interagissent pendant et après la formation nerveuse.

Vers la création de nouveaux nerfs, Le laboratoire de Corey a collaboré avec R. Keith Duncan, Doctorat, Professeur agrégé d'oto-rhino-laryngologie. Publié dans Biomacromolécules , ils ont découvert que les cellules souches sont plus susceptibles de se développer en neurones lorsqu'elles sont cultivées sur des nanofibres alignées produites dans le laboratoire de Corey. Ils espèrent éventuellement utiliser cette approche pour construire de nouveaux nerfs à partir de cellules souches et diriger leurs connexions vers des parties non endommagées du cerveau et des muscles.

Finalement, Corey envisage, peut-être que les nerfs pourraient être cultivés le long de nanofibres dans un laboratoire, puis transférés dans le corps des patients, où la fibre se dégraderait en toute sécurité.