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http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/66930.htm
Une équipe de chercheurs menée par Pr. Thomas Webster à Brown University, Providence (RI) [1,2] a mis au point un patch composé de nanotubes de carbone favorisant la régénération des cellules du coeur détruites après un infarctus, faute d'apport en oxygène. Lors d'expériences in vivo, le tissu cardiaque s'est montré six fois plus dense en présence du nanopatch conducteur qu'en son absence [3], ce qui confirme l'efficacité du patch. Fait de chaînes minuscules d'atomes de carbone repliées sur ??elles-mêmes pour former des nanofibres, il conduit l'électricité et imite la surface rugueuse des tissus naturels. Les chercheurs ont observé que plus la concentration de nanotubes était élevée, plus la régénération des cellules cardiaques était efficace.
Selon l'American Heart Association, un tiers des femmes et un cinquième des hommes qui ont subi un infarctus du myocarde en auront un autre dans un délai de six ans. En 2009, des chercheurs suédois, français et américains [4] ont constaté, grâce au dosage du carbone 14, qu'à l'âge de 50 ans, 55% des cellules cardiaques datent de la naissance et 45% ont été générées par la suite. Ces résultats témoignent du faible taux de régénération des cellules cardiaques, d'où l'intérêt de développer une méthode qui accélère leur multiplication après un infarctus.
Le nanopatch et la destruction des cellules du coeur lors d'un infarctus
Au cours d'un infarctus, une partie du myocarde est privée d'oxygène, ce qui entraîne la douleur puis la mort de cellules cardiaques musculaires et nerveuses privées d'oxygène et nécessaire au bon fonctionnement du coeur. Après l'infarctus, le tissu ne peut pas se régénérer de lui-même, le rythme cardiaque est donc perturbé et affaiblit, on parle alors d'insuffisance cardiaque. De nombreuses études sont en cours afin de trouver des moyens de régénérer ou de réparer ces tissus endommagés. Plusieurs méthodes se basent sur l'injection de cellules souches prélevées sur le patient dans le coeur endommagé pour qu'elles s'y multiplient et différencient.
T. Webster affirme que les recherches menées à Brown University sont porteuses d'espoir car le patch a la spécificité d'aider trois types de cellules à se régénérer : les cellules musculaires ou cardiomyocytes qui font battre le coeur, les cellules nerveuses qui les aident à se contracter et les cellules endothéliales qui tapissent les vaisseaux sanguins à proximité du coeur. Les conclusions ont montré que le patch de nanotubes de carbone est semblable au tissu cardiaque naturel, ce qui accélère la régénération de ces trois types de cellules qui fonctionnent de façon interdépendante.
Perspectives de recherche
L'équipe de T. Webster essaie maintenant d'améliorer les nanomatériaux du patch afin de créer un patch qui imiterait au plus près les tissus naturels. La conductivité du nanopatch est aussi étudiée, le but étant qu'il ait la même conductivité que le tissu cardiaque. La prochaine étape sera de faciliter l'application du patch, maille d'environ 22 mm de long et d'une épaisseur de 15micro-m [3], sur le système cardiaque en évitant l'opération chirurgicale.
Bien sûr, des tests chez les animaux précéderont l'application de ce patch aux patients victimes d'un infarctus. Contrairement à d'autres matériaux utilisés en génie tissulaire, le patch de nanotubes de carbone aurait l'avantage de ne pas se dégrader dans le corps.
- [1] D. A. Stout, B.Basu, T. J. Webster, "Poly(lactic-co-glycolic acid): Carbon nanofiber composites for myocardial tissue engineering applications", Acta Biomaterialia, Disponible en ligne Mai 2011
- [2] Lien pour l'article "A Nanotube Patch to Help Heal the Heart" sur le site du MIT -http://www.technologyreview.com/biomedicine/37610/?p1=MstRcnt
- [3] Lien pour l'article "Researchers create nanopatch for the heart" sur le site de Brown University - http://news.brown.edu/pressreleases/2011/05/nanopatch
- [4] O.Bergmann, R. D. Bhardwaj, S. Bernard, S. Zdunek, F. Barnabé-Heider, S.Walsh, J.Zupicich, K. Alkass, B. A. Buchholz, H. Druid, S. Jovinge and Jonas Frisén. "Evidence for Cardiomyocyte Renewal in Humans", Science, 2009; 324 (5923).
Une équipe de chercheurs menée par Pr. Thomas Webster à Brown University, Providence (RI) [1,2] a mis au point un patch composé de nanotubes de carbone favorisant la régénération des cellules du coeur détruites après un infarctus, faute d'apport en oxygène. Lors d'expériences in vivo, le tissu cardiaque s'est montré six fois plus dense en présence du nanopatch conducteur qu'en son absence [3], ce qui confirme l'efficacité du patch. Fait de chaînes minuscules d'atomes de carbone repliées sur ??elles-mêmes pour former des nanofibres, il conduit l'électricité et imite la surface rugueuse des tissus naturels. Les chercheurs ont observé que plus la concentration de nanotubes était élevée, plus la régénération des cellules cardiaques était efficace.
Selon l'American Heart Association, un tiers des femmes et un cinquième des hommes qui ont subi un infarctus du myocarde en auront un autre dans un délai de six ans. En 2009, des chercheurs suédois, français et américains [4] ont constaté, grâce au dosage du carbone 14, qu'à l'âge de 50 ans, 55% des cellules cardiaques datent de la naissance et 45% ont été générées par la suite. Ces résultats témoignent du faible taux de régénération des cellules cardiaques, d'où l'intérêt de développer une méthode qui accélère leur multiplication après un infarctus.
Le nanopatch et la destruction des cellules du coeur lors d'un infarctus
Au cours d'un infarctus, une partie du myocarde est privée d'oxygène, ce qui entraîne la douleur puis la mort de cellules cardiaques musculaires et nerveuses privées d'oxygène et nécessaire au bon fonctionnement du coeur. Après l'infarctus, le tissu ne peut pas se régénérer de lui-même, le rythme cardiaque est donc perturbé et affaiblit, on parle alors d'insuffisance cardiaque. De nombreuses études sont en cours afin de trouver des moyens de régénérer ou de réparer ces tissus endommagés. Plusieurs méthodes se basent sur l'injection de cellules souches prélevées sur le patient dans le coeur endommagé pour qu'elles s'y multiplient et différencient.
T. Webster affirme que les recherches menées à Brown University sont porteuses d'espoir car le patch a la spécificité d'aider trois types de cellules à se régénérer : les cellules musculaires ou cardiomyocytes qui font battre le coeur, les cellules nerveuses qui les aident à se contracter et les cellules endothéliales qui tapissent les vaisseaux sanguins à proximité du coeur. Les conclusions ont montré que le patch de nanotubes de carbone est semblable au tissu cardiaque naturel, ce qui accélère la régénération de ces trois types de cellules qui fonctionnent de façon interdépendante.
Perspectives de recherche
L'équipe de T. Webster essaie maintenant d'améliorer les nanomatériaux du patch afin de créer un patch qui imiterait au plus près les tissus naturels. La conductivité du nanopatch est aussi étudiée, le but étant qu'il ait la même conductivité que le tissu cardiaque. La prochaine étape sera de faciliter l'application du patch, maille d'environ 22 mm de long et d'une épaisseur de 15micro-m [3], sur le système cardiaque en évitant l'opération chirurgicale.
Bien sûr, des tests chez les animaux précéderont l'application de ce patch aux patients victimes d'un infarctus. Contrairement à d'autres matériaux utilisés en génie tissulaire, le patch de nanotubes de carbone aurait l'avantage de ne pas se dégrader dans le corps.
- [1] D. A. Stout, B.Basu, T. J. Webster, "Poly(lactic-co-glycolic acid): Carbon nanofiber composites for myocardial tissue engineering applications", Acta Biomaterialia, Disponible en ligne Mai 2011
- [2] Lien pour l'article "A Nanotube Patch to Help Heal the Heart" sur le site du MIT -http://www.technologyreview.com/biomedicine/37610/?p1=MstRcnt
- [3] Lien pour l'article "Researchers create nanopatch for the heart" sur le site de Brown University - http://news.brown.edu/pressreleases/2011/05/nanopatch
- [4] O.Bergmann, R. D. Bhardwaj, S. Bernard, S. Zdunek, F. Barnabé-Heider, S.Walsh, J.Zupicich, K. Alkass, B. A. Buchholz, H. Druid, S. Jovinge and Jonas Frisén. "Evidence for Cardiomyocyte Renewal in Humans", Science, 2009; 324 (5923).
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