Modèles de follicules pileux issus de l'imprimante 3D
Des chercheurs développent un modèle innovant pour tester des médicaments contre les infections du follicule pileux
Les infections du follicule pileux sont souvent difficiles à traiter car les bactéries s'installent dans l'espace entre le cheveu et la peau, où il est difficile pour les substances actives de les atteindre. Afin d'étudier ce scénario de plus près en laboratoire, des chercheurs du département "Drug Delivery Across Biological Barriers" de l'Institut Helmholtz de recherche pharmaceutique de la Sarre (HIPS) ont mis au point un modèle avec des follicules pileux humains intégrés dans une matrice produite par impression 3D. À l'avenir, ce modèle pourra être utilisé pour tester l'efficacité de nouveaux médicaments candidats contre les agents pathogènes correspondants, directement sur les follicules humains. L'équipe a publié ses résultats dans la revue ACS Biomaterials Science & Engineering.
Les follicules pileux sont des structures complexes qui entourent la racine du cheveu, l'ancrent à la peau et lui donnent sa tenue. Parallèlement, la zone située entre la peau et le follicule offre des conditions optimales pour que les micro-organismes se multiplient sans entrave. Il en résulte souvent une inflammation chronique du follicule, qui n'est pas seulement douloureuse, mais qui, dans le cas de l'acné inversée, peut également déclencher des maladies secondaires telles que le diabète sucré ou même une septicémie aiguë. Rien qu'en Allemagne, environ 830 000 personnes sont actuellement touchées par cette maladie.
Afin de développer avec succès de nouvelles substances actives contre l'inflammation du follicule pileux, il est nécessaire de disposer de modèles capables de simuler les conditions physiologiques de la peau en laboratoire de la manière la plus réaliste possible. Une équipe dirigée par le professeur Claus-Michael Lehr au HIPS, un site du Centre Helmholtz de recherche sur les infections (HZI) en collaboration avec l'université de la Sarre, a maintenant mis au point un tel modèle. En transplantant des follicules pileux humains vivants dans une matrice de collagène à l'intérieur d'un échafaudage en polymère imprimé en 3D, les chercheurs ont pu reproduire avec succès l'environnement naturel des follicules pileux. "Ce modèle présente l'avantage de nous permettre de tester de nouveaux médicaments candidats dans le microenvironnement du follicule pileux à un stade précoce de leur développement, sans avoir à recourir à l'expérimentation animale", explique Samy Aliyazdi, premier auteur de l'étude.
Auparavant, les nouveaux médicaments candidats contre les infections du follicule pileux étaient initialement testés dans des modèles plus simples, tels que des follicules pileux humains flottant librement dans une culture liquide. Cependant, ces modèles ne représentent pas de manière adéquate les conditions réelles des patients et ne sont donc pas idéaux pour les études d'efficacité biologique. En utilisant le nouveau modèle 3D, les chercheurs ont déjà montré que les nanoparticules pénètrent et se répartissent mieux dans les follicules pileux que dans les cultures de follicules pileux flottants. Les nanoparticules sont donc capables de pénétrer profondément dans les follicules pileux et conviennent comme vecteurs d'ingrédients actifs. L'équipe de Lehr a également pu montrer que les infections du follicule pileux par le pathogène hospitalier Staphylococcus aureus peuvent être combattues beaucoup plus efficacement si l'antibiotique rifampicine est "emballé" dans de telles nanoparticules.
Le modèle 3D de follicules pileux humains décrit permet de surmonter certains des défis associés aux modèles de laboratoire précédents. "Notre modèle fournit une reproduction plus réaliste du microenvironnement du follicule pileux humain et peut être cultivé à long terme. Mais nous ne sommes pas encore au bout du chemin. Nous devons encore optimiser les propriétés mécaniques du polymère. Nous prévoyons également d'inclure d'autres types de cellules, comme des fibroblastes et des cellules immunitaires, afin de rendre le modèle encore plus représentatif de la situation du patient", explique M. Aliyazdi. Un modèle plus complexe de ce type pourrait fournir des informations précieuses sur la viabilité du follicule pileux, le comportement des agents pathogènes et, en fin de compte, la prévisibilité des évaluations de l'efficacité et de l'innocuité des médicaments. Lehr insiste sur ce point : "Notre recherche montre que l'imitation de l'environnement naturel du follicule pileux est essentielle pour évaluer l'efficacité des antibiotiques. Ce modèle pourrait accélérer de manière significative le développement de nouvelles thérapies ciblées tout en réduisant le nombre d'études animales nécessaires".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Samy Aliyazdi, Sarah Frisch, Tobias Neu, Barbara Veldung, Pankaj Karande, Ulrich F Schaefer, Brigitta Loretz, Thomas Vogt, Claus-Michael Lehr; "A Novel 3D Printed Model of Infected Human Hair Follicles to Demonstrate Targeted Delivery of Nanoantibiotics"; ACS Biomaterials Science & Engineering, 2024-7-3
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