Sclérose en plaques : des feuilles nanométriques pour réparer les axones afin de réduire les symptômes

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Illustration montrant les dispositifs en train d’envelopper délicatement un axone. | Marta Airaghi
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Les efforts de recherche médicale pour améliorer le traitement de la sclérose en plaques progressent de manière prometteuse. Cette maladie chronique, qui affecte le système nerveux central, demeure à ce jour incurable, les traitements se limitant à la gestion des symptômes et au ralentissement de sa progression. Une équipe de chercheurs du MIT a récemment mis au point une solution innovante qui pourrait transformer l’approche thérapeutique en restaurant artificiellement les connexions neuronales altérées par la maladie.

Les scientifiques ont mis au point des films nanométriques qui s’enroulent en microtubes autour des structures neuronales, notamment les axones et les dendrites. Avec un diamètre inférieur à un micromètre, ces systèmes enveloppent les branches neuronales pour restaurer leur fonctionnement optimal. L’enroulement est déclenché par la lumière, sans nécessiter de contact physique direct.

Constituées d’azobenzène, un polymère reconnu pour sa capacité à changer de forme sous l’effet de la lumière, ces feuilles sont contrôlées par l’intensité, la durée et la polarisation de la lumière. Pour valider son innovation, l’équipe a mené des essais sur des neurones de rats, confirmant notamment la biocompatibilité. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature.

Des films polymères d’une souplesse remarquable

Pour créer ces films, les chercheurs ont d’abord déposé une goutte de polymère d’azobenzène sur une couche sacrificielle soluble dans l’eau, avant d’y imprimer divers motifs à l’aide d’un tampon, formant ainsi des milliers de microdispositifs. Après cuisson pour solidifier le polymère et éliminer les solvants restants, une gravure a été effectuée pour nettoyer les résidus. La couche sacrificielle a ensuite été dissoute, libérant les dispositifs.

Ces films ultra-souples sont conçus pour interagir avec les axones et les dendrites, des structures délicates et fragiles. Grâce à leur souplesse et légèreté, ces couches polymériques préservent l’intégrité des neurones en protégeant et optimisant leurs ramifications.

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Schéma résumant l’injection des dispositifs jusqu’à ce qu’ils s’enroulent autour d’un axone. © Marta JI Airaghi Leccardi et al.

« Pour établir des interfaces intimes avec ces cellules, les dispositifs doivent être souples et capables de se conformer à ces structures complexes. C’est le défi que nous avons relevé dans ce travail. Nous avons été les premiers à montrer que l’azobenzène pouvait même envelopper des cellules vivantes », a déclaré l’un des auteurs dans un communiqué.

Vers une myéline artificielle

L’une des applications les plus prometteuses de cette technologie réside dans le traitement de la sclérose en plaques, qui se caractérise par une dégradation de la myéline, une substance essentielle entourant les axones des neurones. Cette dégradation perturbe la transmission des signaux neuronaux, provoquant divers symptômes neurologiques. Les dispositifs à base d’azobenzène pourraient imiter la myéline en entourant les axones endommagés, rétablissant ainsi l’isolation et la transmission normale des signaux électriques.

Neurone
Illustration des dispositifs enveloppant délicatement la myéline. © Marta Airaghi

Les chercheurs envisagent d’enrichir cette technologie en ajoutant de nouvelles fonctionnalités. Ils visent à modifier la surface des feuilles pour leur permettre de reconnaître et de se lier sélectivement à certains types de cellules ou régions subcellulaires, élargissant ainsi le champ d’applications médicales.

Source : Nature

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