Une nanopuce reprogramme les cellules du corps pour qu’elles remplissent différentes fonctions

Des chercheurs américains ont récemment dévoilé une nanopuce expérimentale capable de reprogrammer les cellules cutanées pour qu’elles forment des vaisseaux sanguins et des cellules nerveuses.

La nanotransfection tissulaire

L’une des percées scientifiques les plus remarquables de ces deux dernières décennies reste le prélèvement de cellules matures et leur transformation en cellules souches non spécialisées, semblables à celles que l’on trouve dans les tissus embryonnaires. Possédant un grand potentiel thérapeutique, celles-ci peuvent ensuite être converties en cellules, tissus et (éventuellement) organes divers totalement compatibles avec le patient, ce qui élimine le problème du rejet des tissus et de la recherche de donneurs.

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Malheureusement, cela nécessite des procédures de laboratoire complexes et, comme de nombreuses autres solutions, peut présenter certains risques, notamment celui de donner naissance à des cellules cancéreuses. Il est donc indispensable de trouver une approche plus simple et sûre.

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature Protocols, Chandan Sen et ses collègues de l’université de l’Indiana ont transformé le corps humain en véritable « programmeur cellulaire » grâce à la nanotransfection tissulaire. Leur dispositif expérimental se résume à une nanopuce en silicium imprimée pour inclure des canaux se terminant par un réseau de micro-aiguilles, au sommet de laquelle se trouve un petit réservoir rectangulaire, contenant des gènes spécifiques.

Propulsés par une charge électrique focalisée, ces gènes sont introduits à la profondeur souhaitée dans le tissu vivant et modifient les cellules, transformant la zone en un véritable micro bioréacteur qui reprogramme ces dernières pour qu’elles deviennent différents types de cellules ou de structures multicellulaires (comme des vaisseaux sanguins ou des nerfs), sans qu’il soit nécessaire de recourir à des techniques de laboratoire élaborées. Une fois produits, ces cellules et tissus peuvent contribuer à réparer les dommages subis localement ou dans d’autres parties du corps, y compris le cerveau.

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Un potentiel énorme

« Cette petite puce en silicium peut modifier la fonction des parties vivantes du corps », explique Sen. « Par exemple, si les vaisseaux d’une personne ont été endommagés lors d’un accident de la route et que l’apport sanguin est compromis, nous ne pouvons plus compter sur les structures préexistantes mais sommes en mesure de convertir le tissu cutané en vaisseaux sanguins et sauver le membre à risque. »

L’équipe développe cette approche révolutionnaire depuis plus de cinq ans, et espère obtenir rapidement l’approbation de l’Administration américaine des denrées alimentaires et des médicaments (FDA) afin de pouvoir lancer une première phase d’essais cliniques. Selon les chercheurs, les applications potentielles en médecine civile et militaire comprennent la réparation des lésions cérébrales résultant d’un AVC ou l’inversion des lésions nerveuses causées par le diabète.

« Le processus de nanofabrication de la puce prend généralement cinq à six jours et, avec l’aide de cette étude, il peut désormais être réalisé par toute personne compétente dans ce domaine », conclut Sen.

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