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Les chercheurs produisent les greffons osseux supérieurs utilisant les cellules souche primitives

Bien que la plupart des os brisés puissent être réparés avec un moulage ferme et une mesure généreuse de sollicitude affectueuse, des fractures plus compliquées exigent des demandes de règlement comme la greffe osseuse. Les chercheurs à l'université du Texas A&M ont maintenant produit les greffons osseux supérieurs utilisant les cellules souche primitives. Ils ont constaté que ces cellules aident à produire les échafaudages très fertiles requis pour que l'os régénère au site du réglage.

Les chercheurs ont dit que ces greffes pourraient être employées pour introduire l'os rapide et précis guérissant de sorte que les patients tirent bénéfice au maximum de l'intervention chirurgicale.

Il y a plusieurs problèmes qui peuvent se poser avec les implants orthopédiques, comme l'inflammation et la douleur. En outre, elles peuvent se desserrer, exigeant des cabinets de consultation de révision qui sont souvent plus compliqués que la chirurgie originelle de mettre dans l'implant. Ainsi, en accélérant le processus de guérison d'os, notre matériau peut potentiellement réduire le nombre de ces cabinets de consultation de révision. »

M. Roland Kaunas, professeur agrégé dans le service du génie biomédical et un auteur correspondant sur l'étude

Les chercheurs ont publié leurs découvertes dans le numéro de juin des transmissions de nature de tourillon.

Tous les ans, environ 600.000 personnes dans l'os retardé ou inachevé d'expérience des Etats-Unis guérissant. Pour certains de ces cas, les médecins se tournent vers les opérations qui concernent transplanter le tissu osseux au site de réglage. Ces greffons osseux sont généralement venus de deux sources : le propre os du patient d'un autre emplacement sur les autogreffes appelées de fuselage, ou les os humains élevé-traités de cadavre.

Cependant, les deux types de greffons osseux ont leur part des inconvénients. Par exemple, les autogreffes exigent la chirurgie complémentaire pour l'extraction de tissu osseux, augmentant le temps de rétablissement pour des patients et parfois, douleur chronique. D'autre part, les greffes dérivées de l'os de cadavre excluent le besoin de deux cabinets de consultation, mais ces greffes tendent à être exemptes de plusieurs des biomolécules qui introduisent la réparation des os.

Les « greffes de l'os de cadavre ont certaines des propriétés physiques de l'os, et même un peu de l'essence biologique mais elles sont très épuisées en termes de leur fonctionnalité, » a dit M. Karl Gregory, le professeur agrégé au centre de la Science de santé du Texas A&M, aussi un auteur correspondant sur l'étude. « Ce qui nous avons voulu faire était le greffon osseux de technicien "A" où nous pourrions expérimental mettre en marche les trains, comme on dit, et le rendons plus biologiquement actif. »

Les études précédentes ont prouvé que des cellules souche, en particulier cellules souche mésenchymateuses appelées d'un type, peuvent être employées pour produire les greffons osseux qui sont biologiquement actifs. En particulier, ces cellules convertissent en cellules d'os qui produisent les matériaux priés pour effectuer un échafaudage, ou matrice extracellulaire, de la laquelle les os ont besoin pour leur accroissement et survie.

Cependant, ces cellules souche sont habituellement extraites de la moelle /courgette d'un os adulte et sont, comme résultat, plus âgées. Leur âge affecte la capacité des cellules de se diviser et produire plus de la matrice extracellulaire précieuse, Kaunas a dit.

Pour éviter ce problème, les chercheurs se sont tournés vers les ancêtres cellulaires des cellules souche mésenchymateuses, cellules souche pluripotent appelées. À la différence des cellules mésenchymateuses adultes qui ont une vie relativement courte, ils ont noté que ces cellules élémentaires peuvent maintenir la prolifération, produisant de ce fait une alimentation illimitée en cellules souche mésenchymateuses requises pour effectuer la matrice extracellulaire pour des greffons osseux. Ils ont ajouté que des cellules pluripotent peuvent être effectuées en reprogrammant génétiquement les cellules adultes données.

Quand les chercheurs expérimental induits les cellules souche pluripotent pour effectuer les cellules souche mésenchymateuses toutes neuves, ils pouvaient produire d'une matrice extracellulaire qui était comparé bien plus biologiquement actif à cela produite par des cellules mésenchymateuses obtenues à partir de l'os adulte.

« Nos matériaux n'ont pas été simplement enrichis dans les molécules biologiques qui sont exigées pour effectuer la partie volumineuse du tissu osseux mais également les facteurs de croissance qui pilotent la formation de vaisseau sanguin, » a dit Gregory.

Pour vérifier l'efficacité de leur matériau d'échafaudage comme greffon osseux, ils alors ont soigneusement extrait et ont épuré la matrice extracellulaire enrichie et alors l'ont implantée à un site des anomalies osseuses. Lors d'examiner le statut de réparation des os dans quelques semaines, ils ont constaté que leur modification cheminée-cellule-dérivée pluripotent était cinq à plus efficace sextuple que le meilleur stimulateur approuvé par le FDA de greffe.

Les « analyses de réparation des os utilisant l'étalon-or des greffes, comme ceux administrés avec l'os appelé protein-2 morphogène de stimulateur puissant de croissance osseuse, peuvent prendre environ huit semaines, mais nous obtenions la guérison complète en quatre semaines, » a dit Gregory. « Ainsi, dans ces conditions, notre matériau a surpassé l'efficacité de l'os protein-2 morphogène par un éloigné, indiquant que c'est une vaste amélioration des technologies actuelles de réparation des os. »

Les chercheurs ont également dit que d'un point de vue clinique, les greffes peuvent être comportées à de nombreux implants conçus, tels que les implants 3D-printed ou les vis en métal, de sorte que ces pièces intègrent mieux avec l'os environnant. Ils ont également noté qu'il sera également plus facile produire les greffons osseux et par conséquent sont avantageux d'un point de vue de fabrication.

« Notre matériau est très prometteur parce que les cellules souche pluripotent peuvent idéalement produire de beaucoup de séries de la matrice extracellulaire juste d'un donneur unique qui simplifiera grand la fabrication de grande puissance de ces greffons osseux, » ont dit Kaunas.

Source:
Journal reference:

McNeill, E.P., et al. (2020) Characterization of a pluripotent stem cell-derived matrix with powerful osteoregenerative capabilities. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-16646-2.