La conception précise des protéines offre de l’espoir pour les cœurs et les reins endommagés

En utilisant des protéines conçues par ordinateur, les chercheurs ont maintenant montré qu’ils pouvaient amener des cellules souches humaines à former de nouveaux vaisseaux sanguins en laboratoire. Cette étape importante dans la médecine régénérative offre un nouvel espoir pour réparer les cœurs, les reins et d’autres organes endommagés.

Des scientifiques de la faculté de médecine de l’Université de Washington ont dirigé le projet. Son Les résultats ont été publiés Le 10 juin dans le magazine cellule.

Que ce soit à cause d’une crise cardiaque, du diabète ou du processus naturel de vieillissement, nous accumulons tous des dommages dans les tissus de notre corps. Une façon de réparer une partie de ces dommages pourrait être de favoriser la formation de nouveaux vaisseaux sanguins dans les zones où un approvisionnement en sang sain doit être rétabli.

Hannele Ruohola-Baker, auteur principal de l’étude et professeur de biochimie, Faculté de médecine, Université de Washington

Elle est également directrice associée de l’Institut de cellules souches et de médecine régénérative de l’UW Medicine.

Les facteurs de croissance jouent un rôle clé dans le développement des tissus, la cicatrisation des plaies et le cancer. En se liant à des récepteurs extérieurs aux cellules, ces molécules entraînent des changements à l’intérieur. Les chercheurs tentent depuis des décennies de réutiliser les facteurs de croissance naturels comme médicaments régénératifs, avec un succès limité, mais bon nombre de ces traitements expérimentaux ont échoué en raison d’inexactitudes.

« Nous souhaitions développer des protéines sur mesure qui interagissent de manière extrêmement précise avec les récepteurs des facteurs de croissance cellulaire. Lorsque nous avons fabriqué ces molécules en laboratoire et traité des cellules souches humaines avec elles, nous avons vu différents types de vaisseaux se développer en fonction des protéines utilisées. ” “C’est un tout nouveau niveau de contrôle”, a expliqué Natasha Edman, auteur principal de l’étude. étude et récent diplômé du programme de formation de scientifique médical de l’UW.

Les chercheurs ont utilisé des ordinateurs pour concevoir des protéines en forme d’anneau qui ciblent chacune jusqu’à huit récepteurs du facteur de croissance des fibroblastes. Ils ont découvert qu’en faisant varier la taille des anneaux et d’autres propriétés des protéines, ils pouvaient contrôler la maturation des cellules souches dans des conditions de laboratoire.

Les réseaux vasculaires résultants étaient fonctionnels et matures. Ils formaient des tubes, guérissaient lorsqu’ils étaient grattés et, comme prévu, absorbaient les nutriments de leur environnement. Une fois transplantés chez des souris, ces minuscules réseaux de vaisseaux sanguins humains ont établi des connexions avec le système circulatoire de l’animal en trois semaines.

« Cette étude montre que la conception peut créer des protéines sur mesure dotées de fonctions biologiques exquises. Cela aidera les scientifiques à comprendre la biologie et, à terme, à prévenir et réparer les maladies », a déclaré l’auteur principal David Baker, chercheur au Howard Hughes Medical Institute, professeur de biochimie et directeur de l’Institute for Protein Design à la faculté de médecine de l’Université de Washington.

« Nous avons décidé de nous concentrer initialement sur la construction de vaisseaux sanguins, mais la même technologie devrait fonctionner pour de nombreux autres types de tissus. “Cela ouvre une nouvelle façon d’étudier le développement des tissus et pourrait conduire à une nouvelle classe de médicaments pour les lésions de la moelle épinière et d’autres maladies pour lesquelles il n’existe pas aujourd’hui de bonnes options de traitement”, a déclaré Ashish Phal, auteur principal de l’étude et médecin. de la bio-ingénierie. candidat à l’UW.

Cette recherche a été menée à l’Institute for Protein Design et à l’Institute for Stem Cell and Regenerative Medicine de l’UW Medicine et a inclus des collaborateurs de la faculté de médecine de l’université de New York, de l’université des sciences médicales de Téhéran, de la faculté de médecine de l’université de Yale et du Brotman Baty Institute for Médecine de précision et Allen Discovery Center pour le traçage de la lignée cellulaire.