Les cellules souches ont le super pouvoir de se transformer en n’importe quel autre type de cellule – un super pouvoir que certains animaux utilisent pour faire repousser leurs membres ; pour la médecine, ils offrent le potentiel de nous aider à réparer les parties du corps humain qui ont été endommagées par une blessure ou une maladie.
La réalisation de ces réparations nécessite la capacité de manipuler les cellules souches à la demande, et une nouvelle étude décrit une façon innovante de le faire : en utilisant des ondes sonores à haute fréquence pour transformer les cellules souches en cellules osseuses en aussi peu que cinq jours, avec 10 minutes de traitement stimulant par jour.
Plus tard, les chercheurs espèrent que cette technique – qui présente plusieurs avantages par rapport aux processus utilisés aujourd’hui – pourrait être utilisée pour faire repousser l’os qui a été perdu à cause du cancer ou d’autres types de maladies dégénératives.
La configuration expérimentale, avec la micropuce à gauche et les cellules souches à droite, le vert représentant les ondes sonores. (Ambattu et al., Small, 2022)
“Les ondes sonores réduisent de plusieurs jours le temps de traitement habituellement nécessaire pour que les cellules souches commencent à se transformer en cellules osseuses”, explique Amy Gelmi, chercheuse du vice-chancelier au Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) en Australie.
“Cette méthode ne nécessite pas non plus de médicaments” inducteurs osseux “spéciaux et elle est très facile à appliquer aux cellules souches.”
L’approche s’appuie sur des années de travail pour modifier des matériaux avec des ondes sonores au-dessus de fréquences de 10 MHz, qui sont des fréquences beaucoup plus élevées que celles que les chercheurs ont utilisées auparavant dans ce type d’expériences. Ici, une micropuce a été utilisée pour transformer des cellules souches mises dans de l’huile de silicone et placées sur une plaque de culture.
D’autres procédés expérimentaux dans ce domaine ont connu un certain succès, mais ils sont également compliqués à mettre en place, coûteux à gérer et difficiles à mettre à l’échelle. Ils ont également besoin de cellules souches extraites de la moelle osseuse d’un patient, ce qui est une procédure douloureuse.
Cette nouvelle approche est une amélioration dans tous ces domaines. Les chercheurs ont montré que cela fonctionne avec plusieurs types de cellules souches, y compris les cellules souches dérivées de graisse qui ne sont pas aussi douloureuses à extraire du corps.
Cellules souches se transformant en cellules osseuses, produisant du collagène (vert) en cours de route. (RMIT)
“Nous pouvons utiliser les ondes sonores pour appliquer juste la bonne quantité de pression aux bons endroits sur les cellules souches, pour déclencher le processus de changement”, explique l’ingénieur chimiste Leslie Yeo, du RMIT.
“Notre appareil est bon marché et simple à utiliser, il pourrait donc facilement être mis à l’échelle pour traiter un grand nombre de cellules simultanément – vital pour une ingénierie tissulaire efficace.”
Cette mise à l’échelle est la prochaine étape du processus. Théoriquement, cette approche devrait fonctionner en dehors d’un petit test de laboratoire, mais les scientifiques vont devoir s’en assurer. Il est également possible de miniaturiser davantage la technologie.
Les chercheurs font maintenant de multiples percées lorsqu’il s’agit de transformer les cellules souches en différents types de cellules pour lutter contre divers problèmes de santé. Au fur et à mesure que notre compréhension de ces éléments constitutifs biologiques augmente, nous acquérons une meilleure compréhension du fonctionnement de notre corps.
Si ce processus particulier peut être mis à l’échelle, il existe plusieurs façons de l’utiliser comme traitement, explique l’équipe. À terme, on espère que des bioréacteurs pourront être développés pour traiter les cellules souches de cette manière.
“Notre étude a révélé que cette nouvelle approche a un fort potentiel d’utilisation pour traiter les cellules souches, avant de les enrober sur un implant ou de les injecter directement dans le corps pour l’ingénierie tissulaire”, explique Gelmi.
La recherche a été publiée dans Small.
