Parce que les cellules cardiaques ne peuvent pas se multiplier et que les muscles cardiaques contiennent peu de cellules souches, le tissu cardiaque est incapable de se réparer après une crise cardiaque. Aujourd'hui, les chercheurs de l'Université de Tel Aviv établissent littéralement une nouvelle référence en matière d'ingénierie tissulaire cardiaque.
Le Dr Tal Dvir et son étudiant diplômé Michal Shevach du Département de biotechnologie de TAU, Département de science et génie des matériaux, et Centre pour les nanosciences et les nanotechnologies, ont développé des outils micro et nanotechnologiques sophistiqués, dont la taille varie d'un millionième à un milliardième de mètre, pour développer des substituts fonctionnels pour les tissus cardiaques endommagés. À la recherche de méthodes innovantes pour restaurer la fonction cardiaque, en particulier des « patchs » cardiaques qui pourraient être transplantés dans le corps pour remplacer les tissus cardiaques endommagés, Le Dr Dvir a littéralement frappé l'or. Lui et son équipe ont découvert que les particules d'or sont capables d'augmenter la conductivité des biomatériaux.
Dans une étude publiée par Lettres nano , L'équipe du Dr Dvir a présenté son modèle de patch cardiaque hybride supérieur, qui incorpore du biomatériau récolté sur les patients et des nanoparticules d'or. « Notre objectif était double, " a déclaré le Dr Dvir. " Pour créer des tissus qui ne déclencheraient pas de réponse immunitaire chez le patient, et de fabriquer un patch fonctionnel non assailli par des problèmes de signalisation ou de conductivité."
Un échafaudage pour les cellules cardiaques
Le tissu cardiaque est conçu en permettant aux cellules, prélevé sur le patient ou d'autres sources, se développer sur un échafaudage tridimensionnel, semblable à la grille de collagène qui soutient naturellement les cellules du cœur. Heures supplémentaires, les cellules se rassemblent pour former un tissu qui génère ses propres impulsions électriques et se dilate et se contracte spontanément. Le tissu peut ensuite être implanté chirurgicalement sous forme de patch pour remplacer le tissu endommagé et améliorer la fonction cardiaque chez les patients.
Selon le Dr Dvir, les efforts récents dans le monde scientifique se concentrent sur l'utilisation d'échafaudages de cœurs de porc pour alimenter la grille de collagène, appelée matrice extracellulaire, dans le but de les implanter chez des patients humains. Cependant, en raison de restes résiduels d'antigènes tels que le sucre ou d'autres molécules, les cellules immunitaires des patients humains sont susceptibles d'attaquer la matrice animale.
Afin de répondre à cette réponse immunogène, Le groupe du Dr Dvir a suggéré une nouvelle approche. Les tissus adipeux de l'estomac d'un patient peuvent être prélevés facilement et rapidement, ses cellules efficacement éliminées, et la matrice restante préservée. Cet échafaudage ne provoque pas de réponse immunitaire.
Utiliser l'or pour créer un réseau cardiaque
Le deuxième dilemme, établir des signaux de réseau fonctionnels, était compliquée par l'utilisation de la matrice extracellulaire humaine. "Les correctifs d'ingénierie n'établissent pas de connexions immédiatement, " a déclaré le Dr Dvir. " Le biomatériau récolté pour une matrice a tendance à être isolant et donc à perturber les signaux du réseau. "
Dans son laboratoire d'ingénierie tissulaire et de médecine régénérative, Le Dr Dvir a exploré l'intégration de nanoparticules d'or dans le tissu cardiaque pour optimiser la signalisation électrique entre les cellules. "Pour résoudre notre problème de signalisation électrique, nous avons déposé des nanoparticules d'or à la surface de notre matrice récoltée par les patients, « décorer » le biomatériau avec des conducteurs, " a déclaré le Dr Dvir. " Le résultat a été que le patch hybride non immunogène s'est bien contracté en raison des nanoparticules, transférant les signaux électriques beaucoup plus rapidement et plus efficacement que les échafaudages non modifiés."
Les résultats des tests préliminaires du patch hybride sur les animaux ont été positifs. "Nous devons maintenant prouver que ces patchs cardiaques hybrides autologues améliorent la fonction cardiaque après une crise cardiaque avec une réponse immunitaire minimale, " a déclaré le Dr Dvir. " Ensuite, nous prévoyons de le déplacer vers les grands animaux et après cela, aux essais cliniques."
