Est-il possible de guérir une blessure avec la lumière ? La question – qui représente l’un des défis de la médecine régénérative – trouve une réponse dans une étude de l’Institut des Sciences Appliquées et des Systèmes Intelligents “Eduardo Caianiello” du Conseil National de la Recherche de Pozzuoli (Cnr-Isasi). Le groupe de recherche Nanobiomoléculaire de l’Institut a en effet démontré la possibilité de favoriser la processus de régénération des tissus dans les organismes traités avec nanoprismes d’or et éclairé par une lumière proche infrarouge.
L’étude, publiée le Matériaux fonctionnels avancésa été réalisée en collaboration avec l’Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (Saragosse, Espagne) : elle décrit comment petites quantités de chaleur générées par les nanoparticules d’or suite à un éclairage infrarouge (NIR) peut favoriser le processus de régénération cellulaire en activant les cellules souches.
La recherche ouvre des perspectives innovantes dans le domaine de la médecine régénérative : «l’un des objectifs de la médecine régénérative est la possibilité de réactiver les cellules souches des tissus lésés et de favoriser les processus qui conduisent à la régénération des tissus plutôt qu’à leur réparation, ce qui parvient rarement à restaurer la morphologie et la fonctionnalité des tissus existants avant la blessure.explique Claudia Tortiglionechercheur du Cnr-Isasi qui a coordonné le groupe italien, également composé des chercheurs Angela Tino et Massimo Rippa du Cnr-Isasi. « Dans tous les organismes vivants, la régénération se produit grâce à des facteurs génétiques et biochimiques qui agissent au niveau cellulaire, et est également régulée par des stimuli physiques tels que la chaleur, les champs électriques, la lumière, etc., qui jouent un rôle fondamental dans la coordination d’un grand nombre de cellules. dans le processus de cicatrisation des plaies. L’effet de l’exposition à la lumière ou à la chaleur sur la promotion du processus de régénération est bien connu et, dans notre vie quotidienne, nous appliquons des compresses chaudes ou des pansements thermiques pour réduire l’inflammation, soulager la douleur et améliorer la circulation sanguine.
Alors que le corps humain est capable de régénérer, au stade adulte, seulement une partie de certains organes – comme la peau, le foie -, dans le monde animal, il existe des organismes invertébrés, comme l’hydre et le planaire, dans lesquels le potentiel de régénération tissulaire est maximale. Et c’est précisément sur des spécimens d’Hydra vulgaris que l’équipe a concentré ses études, démontrant comment le traitement avec nanochauffeursc’est-à-dire les nanomatériaux qui produisent de la chaleur lorsqu’ils sont photostimulés augmentent la vitesse de régénération de la tête, la capacité de reproduction et le taux de prolifération des cellules souches de l’animal.
« Chez des animaux comme Hydra vulgaris, cette capacité à régénérer les parties amputées est due à la présence de cellules souches : c’est pourquoi notre défi visait à comprendre comment réactiver les cellules souches dans les tissus humains adultes. » ajoute le chercheur. “L’étude décrit les mécanismes moléculaires sous-jacents à l’efficacité accrue de la régénération, en identifiant les gènes clés du développement et les gènes impliqués dans la réponse au stress thermique qui sont réactivés plus tôt que la normale en raison de l’éclairage des nanoprismes. De plus, la quantité de chaleur produite par les nanochauffeurs intracellulaires est estimée par analyse thermographique, révélant Hydra comme un thermomètre vivant pour tester les performances de ces matériaux innovants. »
“Ces résultats, entre nanophotonique et biologie régénérative, mettent en lumière une nouvelle fonction des nanochauffeurs dans le contrôle des mécanismes moléculaires sous-jacents à la souche cellulaire, et ouvrent de nouvelles stratégies de médecine régénérative qui permettront d’utiliser la lumière pour la cicatrisation des plaies”, conclut Tortiglione.
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