Des chercheurs réparent des lésions aiguës de la moelle épinière chez des singes

Juin 2018, Chine – Les lésions de la moelle épinière sont parmi les cas médicaux les plus sévères et les plus difficiles à traiter, entraînant généralement une incapacité permanente, avec la perte de la fonction musculaire, de la sensation et des fonctions autonomes. La recherche médicale est maintenant sur le point de traiter les lésions graves de la moelle épinière en induisant la réparation des nerfs rachidiens, et les scientifiques ont fait des progrès ces dernières années avec les rongeurs et les primates.

En utilisant du chitosane rempli de neurotrophine-3 (NT3), un groupe de chercheurs chinois rapporte le succès du traitement avec la récupération fonctionnelle de singes rhésus atteints de lésions aiguës de la moelle épinière. Bien que des études antérieures avec le même traitement chez les rongeurs aient été prometteuses, ce sont les premiers résultats chez les primates, ce qui implique sa pertinence médicale pour les humains. Ils ont publié leurs résultats dans Proceedings of the National Academy of Sciences.

Le chitosane est un polysaccharide dérivé des carapaces chitineuses des crevettes et d’autres crustacés. Il a des applications médicales dans la réduction des saignements et comme agent antibactérien. Il est également utilisé comme véhicule de délivrance de composés thérapeutiques. La neurotrophine NT3 est un facteur neurotrophique qui favorise la croissance et la différenciation de nouveaux neurones et synapses.

Le traitement et la récupération des lésions de la moelle épinière sont inhibés par un certain nombre de facteurs. Les neurones du système nerveux central (SNC) ne se régénèrent pas facilement et sont inhibés après une lésion par des cytokines inflammatoires et d’autres facteurs.

Les efforts antérieurs de traitement visaient à rendre l’environnement du SNC après la lésion moins hostile à la régénération nerveuse, et même si les chercheurs ont fait des progrès avec les rongeurs, ces résultats ne se traduisent pas encore pour les humains. Les chercheurs ont voulu traduire les résultats antérieurs des études sur les rongeurs au traitement des primates non humains. Pour des raisons éthiques concernant la sur-utilisation des primates dans la recherche médicale, ils ont éliminé les essais des variantes les moins efficaces du traitement chitosane-NT3 et se sont concentrés uniquement sur la méthode la plus efficace.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont inséré le composé chitosane-NT3 dans les moelles épinières thoraciques hémisectionnées (partiellement sectionnées) de singes rhésus adultes. Le chitosan sert de composé matriciel qui contient et libère progressivement la neurotrophine NT3 dans le site de la lésion sur une période relativement longue. Dans les études sur les rongeurs, le composé NT3-chitosane a inhibé les cellules inflammatoires et a attiré des cellules souches neurales endogènes pour proliférer, se différencier et éventuellement former des réseaux neuronaux pour transmettre des signaux neuronaux à destination et en provenance du cerveau.

En utilisant une combinaison de mesures de résultats non-invasifs, y compris l’IRMf et des analyses de marche cinématique, les chercheurs ont confirmé des résultats similaires chez les singes rhésus. Ils ont également pu confirmer que les singes présentaient des lésions rachidiennes post-traitement plus petites et avaient un meilleur comportement de marche. Cela est probablement dû à l’action anti-inflammatoire du chitosan-NT3.

Les chercheurs écrivent : « Cette étude utilisant des primates non humains représente un progrès substantiel dans la traduction de notre étude initiale en utilisant des rongeurs jusqu’à la thérapie humaine. » Bien que l’étude se soit concentrée sur le traitement des lésions aiguës, ils pensent qu’elle sera également applicable dans le traitement de la lésion médullaire chronique.
Researchers repair acute spinal cord injury in monkeys

June 2018, China – Spinal cord injuries are among the most severe and difficult-to-treat medical conditions, usually resulting in permanent disability including loss of muscle function, sensation and autonomic functions. Medical research is now on the cusp of treating severe spinal cord injuries by inducing the repair of spinal nerves, and scientists have made strides in recent years with rodents and primates.

Using chitosan loaded with neurotrophin-3 (NT3), a collaborative of Chinese medical researchers now reports the successful treatment and subsequent functional recovery of rhesus monkeys with induced acute spinal cord injuries. Though previous studies of the same treatment in rodents showed promise, these are the first results in primates, which the researchers say strongly implies its medical relevance for humans. They have published their results in The Proceedings of the National Academy of Sciences.

Chitosan is a polysaccharide derived from the chitinous shells of shrimp and other crustaceans. It has medical applications in the reduction of bleeding and as an antibacterial agent. It is also used as a drug delivery vehicle. NT3 is a neurotrophic factor that encourages the growth and differentiation of new neurons and synapses.

Spinal cord injury treatment and recovery is inhibited by a number of factors. Neurons in the central nervous system (CNS) do not easily regenerate in the best of conditions, and are further inhibited after injury by inflammatory cytokines and other factors.

Previous efforts at treatment have aimed at making the post-injury CNS environment less hostile to nerve regeneration, and although researchers made some headway with rodents, these results do not translate well to humans. The researchers wanted to translate previous results from rodent studies to the treatment of non-human primates. For ethical reasons regarding the overuse of primates in medical research, they eliminated trials of several less successful variants of the chitosan-NT3 treatment and focused only on the most successful method.

In the new study, the researchers inserted the chitosan-NT3 compound into one-centimeter gaps in hemisectioned (partially severed) thoracic spinal cords of adult rhesus monkeys. Chitosan serves as a matrix scaffold that contains and gradually releases NT3 to the injury site over a relatively long period. In the rodent studies, the NT3-chitosan scaffold inhibited inflammatory cells and attracted endogenous neural stem cells to proliferate, differentiate and eventually form neuronal networks to transmit neural signals to and from the brain.

Using a non-invasive combination of outcome measures including fMRI, magnetic diffusion tensor imaging, and kinematics walking analyses, the researchers confirmed similar results in the rhesus monkeys. They were also able to confirm that monkeys with smaller post-treatment spinal lesions had better walking behavior. This is likely due to the anti-inflammatory action of chitosan-NT3.

The authors write, « This study using nonhuman primates represents a substantial advancement in translating our initial study using rodents to human therapy. » While the study was focused on the treatment of acute injury, they believe it will also prove applicable in treatment of chronic spinal injury.

  • (A) A diagram of BDA injections in uninjured and NT3-chitosan monkeys.
  • (B–D) Longitudinal sections of monkey spinal cord 11 wk after BDA injections in normal (uninjured, animal 30)
  • (B), lesion control (animal 5)
  • (C), and NT3-chitosan (animal 18)
  • (D) monkeys more than a year after the initial operation.
  • DAPI (blue),
  • BDA (red), and GFAP (green) fluorescent images are shown.
  • ROI, region of interest; small white arrows marked regenerated
  • BDA-positive fibers. 

Source : https://medicalxpress.com/news/2018-06-acute-spinal-cord-injury-monkeys.html

Posté dans Actualités

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