Innovation en recherche embryonnaire : nouvelles techniques pour étudier les malformations de la moelle épinière

ParisDes capteurs pour mesurer les forces dans les cerveaux et moelles épinières des embryons de poulet ont été créés par des scientifiques de l'UCL. Leur objectif est de mieux comprendre et prévenir les malformations congénitales telles que le spina bifida. Cette recherche, réalisée en collaboration avec l'Université de Padoue et l'Institut Vénitien de Médecine Moléculaire (VIMM), a été publiée dans la revue Nature Materials.

Les scientifiques mettent au point de nouvelles biotechnologies pour mesurer les forces mécaniques utilisées par les embryons lors de leur développement. Ces forces jouent un rôle crucial dans la formation des organes et des systèmes corporels, comme le tube neural qui devient le système nerveux central.

Chaque année, environ un nouveau-né sur 2 000 en Europe présente des malformations de la moelle épinière. Les études traditionnelles sur les gènes et les molécules n'ont pas entièrement élucidé ces anomalies. Aujourd'hui, les scientifiques examinent l'influence des forces physiques dans les tissus sur le développement embryonnaire. Cette recherche est complexe en raison de la taille minuscule et de la fragilité des moelles épinières embryonnaires.

Pour répondre à ces défis, les scientifiques :

• Des capteurs de force miniatures imprimés en 3D (environ 0,1 mm de large) insérés directement dans le système nerveux en développement des embryons de poulet.
• Un liquide appliqué directement sur les embryons, qui, exposé à un laser puissant, se transforme en un solide ressemblant à un ressort.
• Ce solide s'attache à la moelle épinière en croissance et se déforme sous l'effet des forces mécaniques générées par les cellules des embryons.

Les capteurs ont mesuré des forces extrêmement faibles, équivalentes à un dixième du poids d'un cil. Pour assurer un développement normal, il est crucial que les forces positives soient supérieures aux forces négatives. Les chercheurs évaluent ces forces afin d’identifier des médicaments capables de renforcer les forces positives ou de diminuer les forces négatives, ce qui pourrait aider à prévenir des malformations congénitales telles que le spina bifida. Ces médicaments pourraient également maximiser les bienfaits de l'acide folique pendant la grossesse, bien connu pour aider à prévenir ces problèmes.

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La recherche menée par la postdoctorante Dr. Eirini Maniou révèle que l'utilisation de nouveaux matériaux et de la microscopie avancée peut transformer notre compréhension du développement embryonnaire. Ces travaux pourraient ouvrir la voie à de nouvelles méthodes de prévention et de traitement des troubles du système nerveux central.

L'équipe a découvert que leur technologie fonctionne avec des cellules souches humaines lorsqu'elles se transforment en cellules de la moelle épinière. À l'avenir, cela pourrait permettre aux scientifiques de comparer les cellules souches de personnes en bonne santé avec celles de personnes atteintes de spina bifida. Cela pourrait aider à comprendre pourquoi certaines personnes développent cette condition.

Le Dr Gabriel Galea de l'Institut de Santé Infantile UCL Great Ormond Street a souligné que cette technologie peut avoir plusieurs applications. Il espère que d'autres groupes de recherche commenceront également à l'utiliser.

Le professeur Nicola Elvassore de l'Université de Padoue et du VIMM, co-auteur principal, a déclaré que cette découverte permet de mieux comprendre les forces mécaniques impliquées dans le développement embryonnaire. Cette connaissance offre de nouvelles possibilités pour prévenir des conditions telles que le spina bifida. Mesurer précisément ces forces représente une avancée majeure.

Cette découverte pourrait transformer la recherche biomédicale en offrant de nouvelles méthodes pour prévenir et traiter les malformations congénitales. Les avancées réalisées dans cette étude démontrent l'efficacité de la technologie moderne et de la collaboration interdisciplinaire.