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Nous pouvons maintenant cibler les maladies en imitant les vaisseaux sanguins

A graphical schematic (left) and photograph (center) of the bi-layer device showing the upper (marked with yellow lines) and lower (marked with red lines) channel separated by a semi-permeable membrane. The schematic on the right depicts the culture of a monolayer of endothelial cell on the semi-permeable membrane and the manner in which TNF-α treatment is performed from the lower channel. B, (i) Bright field image of the upper (marked with yellow lines) and lower (marked with red lines) channel defining the upstream, TNF-α activated and downstream sections, (ii) Fluorescently labeled F-actin cytoskeleton (FITC phalloidin) images of confluent BAOEC layer aligned to flow (12 dyne/cm2 FSS for 24 hrs). The cells are cultured on the semi-permeable membrane in the upper channel of the device. Arrow shows flow direction (Scale bar: 100 μm) Credit: Yaling Liu

Le dépistage des drogues coûte entre $50 et $ 115 millions par médicament testé. Cette nouvelle méthode est peut-être en mesure de réduire considérablement les coûts.

L’Évolution des nanotechnologies de ces dernières années ont largement ouvert la voie sur la façon dont nous traitons les maladies humaines. De minuscules dispositifs mesurant seulement 1 à 100 micromètres de longueur nous ont permis de visualiser et de cibler les cellules individuelles pour le traitement.

Mais même avec la capacité de libérer des médicaments directement aux cellules, nous n’avons pas été en mesure d’observer les interactions cellulaires dans un environnement micro-fluide. Être en mesure d’afficher un environnement micro-liquide qui imite le débit sanguin aiderait les scientifiques à découvrir comment les cellules réagissent aux maladies, ainsi que la façon dont ils pourraient réagir aux traitements spécialisés.

Récemment, une équipe de chercheurs de l’Université de Pennsylvanie et de l’Université de LeHigh découvre une technique pour faire exactement cela. Leur recherche est ciblée vers l’inflammation de vaisseaux sanguins qui mène à une maladie cardiaque, causant plus de 17,3 millions de morts par an dans le monde entier.

Leurs travaux sont publiés dans le  Biomicrofluidics .

Ce type d’inflammation se produit à partir de cellules dysfonctionnelles (plus précisément, les cellules endothéliales) après qu’ils entrent en contact avec une molécule appelée la molécule d’adhésion intercellulaire-1 (ICAM-1). ICAM-1 s’accroche à la surface des cellules, ce qui conduit à l’inflammation. Être capable d’observer directement les cellules endothéliales endommagées dans cet environnement micro-fluide permettra aux chercheurs d’élaborer un traitement beaucoup plus efficace.

Observer ces conditions depuis l’intérieur du corps humain n’est pas possible, et en utilisant une culture de cellules statiques (par exemple, une boîte de Pétri) n’imite pas cet environnement.

Si l’équipe se tourna vers ICAM-1 de nanoparticules revêtues d’anticorps comme sondes d’imagerie afin d’évaluer l’état de la cellule. « Nous avons pu imiter et observer le processus de transfert dynamique – ce moment quand [ICAM-1] des nanoparticules enduits d’anticorps se lient à la cellule, l’inflammation de signalisation régulée positivement par les cellules endothéliales – sur une puce, » expliquent Yaling Liu, professeur agrégé de génie mécanique, de bio-ingénierie à Lehigh et co-auteur de l’étude.

Cette méthode, ajoute-t-il, coûte moins cher que d’autres techniques, est généralement plus sûre et stimule des conditions similaires dans le corps humain.

Les avantages sont nombreux. L’ingéniosité de l’équipe pourrait ouvrir la voie vers une nouvelle stratégie pour déterminer l’efficacité et l’innocuité des médicaments. Parce que les cellules saines et malades existent sur la puce en même temps, la zone localisée peut être utilisée pour tester l’efficacité des médicaments.

En cas de succès, elle réduirait le besoin d’essais cliniques humains, qui coûtent entre 50 $ et 115 $ millions par médicament testé.

Ce nombre augmente selon la région anatomique associée. Les sociétés pharmaceutiques pourraient avoir un aperçu dans l’efficacité du médicament avant d’opter pour des essais cliniques. Elle permettrait également une libération plus grande des médicaments approuvés par la FDA, les essais cliniques ralentissent ce processus. La mise en culture des cellules du patient directement sur la puce peut également conduire à un traitement spécifique au patient.

Comme leurs recherches s’élargissent au-delà de l’inflammation des vaisseaux sanguins, Liu et son équipe espèrent être à l’avant-garde d’une nouvelle ère de l’amélioration de la médecine.

Sources : Phys.org, Biomicrofluidics, Futurism

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