A gauche, des cellules marquées par fluorescence avec des nanoparticules :Les noyaux cellulaires sont représentés en bleu, le marquage de fluorescence est représenté en vert et les nanoparticules dans les cellules sont identifiées par des flèches. La photo du milieu montre un vaisseau sanguin peuplé de ces cellules (vert). Sur la droite se trouve une image détaillée d'une paroi vasculaire avec la protéine eNOS identifiée (rouge). Crédit :Dr Sarah Rieck/Dr. Sarah Vosen/Université de Bonn
Dans les pays industrialisés, un nombre particulièrement élevé de personnes souffrent d'artériosclérose, avec des conséquences fatales :les dépôts dans les artères entraînent des accidents vasculaires cérébraux et des crises cardiaques. Une équipe de chercheurs sous la direction de l'Université de Bonn a maintenant développé une méthode pour guider les cellules de remplacement vers des segments vasculaires malades à l'aide de nanoparticules. Les scientifiques ont démontré chez la souris que les cellules fraîches exercent effectivement leur effet curatif dans ces segments. Cependant, de nombreuses recherches restent à faire avant son utilisation chez l'homme. Les résultats sont maintenant publiés dans la célèbre revue ACS Nano .
Dans la calcification artérielle (artériosclérose), des dépôts pathologiques se forment dans les artères et cela conduit à une sténose vasculaire. Les accidents vasculaires cérébraux et les crises cardiaques sont un résultat fréquent en raison du flux sanguin insuffisant qui en résulte. Les cellules endothéliales qui tapissent les vaisseaux sanguins jouent ici un rôle important. "Ils produisent de l'oxyde nitrique et régulent également l'expansion des vaisseaux et la pression artérielle, " explique le professeur junior Dr. med. Daniela Wenzel de l'Institut de physiologie I de l'Université de Bonn. Les dommages aux cellules endothéliales sont généralement l'apparition insidieuse de l'artériosclérose.
Une équipe de chercheurs travaillant avec Jun.-Prof. Wenzel, avec la Technische Universität München, l'Institut de pharmacologie et de toxicologie de l'hôpital universitaire de Bonn et la Physikalisch-Technische Bundesanstalt Berlin, ont développé une méthode avec laquelle les cellules endothéliales endommagées peuvent se régénérer et qu'ils ont testé avec succès chez la souris. Les scientifiques ont transféré le gène de l'enzyme eNOS dans des cellules cultivées à l'aide de virus. Cette enzyme stimule la production d'oxyde nitique dans l'endothélium à la manière d'un turbocompresseur. "L'enzyme est une condition préalable essentielle à la restauration complète de la fonction originelle des cellules endothéliales, " rapporte le Dr Sarah Vosen de l'équipe du Jun.-Prof. Wenzel.
Un aimant délivre les nanoparticules au site souhaité
Avec le gène, les scientifiques ont également introduit de minuscules nanoparticules, mesurant quelques centaines de nanomètres (un millionième de millimètre), avec un noyau de fer. « Le fer modifie les propriétés des cellules endothéliales :elles deviennent magnétiques, " explique le Dr Sarah Rieck de l'Institut de physiologie I de l'Université de Bonn. Les nanoparticules garantissent que les cellules endothéliales équipées du gène « turbo » peuvent être acheminées vers le site souhaité dans le vaisseau sanguin à l'aide d'un aimant où elles exercent leur Des chercheurs de la Technische Universität München ont développé une configuration spéciale d'aimants en forme d'anneau qui garantit que les cellules de remplacement équipées de nanoparticules recouvrent uniformément le vaisseau sanguin.
Les chercheurs ont testé cette méthode de combinaison chez des souris dont les cellules endothéliales de l'artère carotide ont été blessées. Ils ont injecté les cellules de remplacement dans l'artère et ont pu les positionner au bon endroit à l'aide de l'aimant. "Après une demi heure, les cellules endothéliales adhéraient si solidement à la paroi vasculaire qu'elles ne pouvaient plus être évacuées par la circulation sanguine, " dit Jun.-Prof. Wenzel. Les scientifiques ont ensuite retiré les aimants et testé si les cellules fraîches avaient complètement retrouvé leur fonction. Comme souhaité, les nouvelles cellules endothéliales produisaient de l'oxyde nitrique et dilataient ainsi le vaisseau, comme d'habitude dans le cas d'artères saines. "La souris s'est réveillée de l'anesthésie et a mangé et bu normalement, " rapporte le physiologiste.
Le transfert à l'homme nécessite des recherches supplémentaires
Normalement, les médecins retirent chirurgicalement les dépôts vasculaires de l'artère carotide et, dans certains cas, placent un support vasculaire (stent) pour corriger le goulot d'étranglement dans l'apport sanguin crucial. "Toutefois, ces zones se retrouvent fréquemment obstruées par des dépôts, " rapporte Jun.-Prof. Wenzel. " En revanche, nous arrivons à la racine du problème et restaurons l'état d'origine des cellules endothéliales saines. » Les chercheurs espèrent que ce qui fonctionne chez la souris est également possible chez l'homme, en principe. Cependant, il y a encore de nombreux défis à surmonter. Juin-Prof. Wenzel :« Il y a encore un besoin considérable de recherche.
