La plupart des formes pliées complexes qui forment les tissus des mammifères peuvent être recréées avec des instructions très simples, Les bio-ingénieurs de l'UC San Francisco rapportent le 28 décembre dans le journal Cellule de développement . En modelant des cellules de souris ou humaines mécaniquement actives en de fines couches de fibres de la matrice extracellulaire, les chercheurs pourraient créer des bols, bobines, et ondulations hors des tissus vivants. Les cellules ont collaboré mécaniquement à travers un réseau de ces fibres pour se replier de manière prévisible, imitant les processus naturels de développement.

"Le développement commence à devenir un canevas pour l'ingénierie, et en décomposant la complexité du développement en principes d'ingénierie plus simples, les scientifiques commencent à mieux comprendre, et finalement contrôler, la biologie fondamentale, " dit l'auteur principal Zev Gartner, partie du Center for Cellular Construction de l'Université de Californie, San Francisco. "Dans ce cas, la capacité intrinsèque des cellules mécaniquement actives à favoriser les changements de forme des tissus est un cadre fantastique pour la construction de tissus synthétiques complexes et fonctionnels."

Les laboratoires utilisent déjà l'impression 3D ou le micro-moulage pour créer des formes 3D pour l'ingénierie tissulaire, mais le produit final manque souvent des caractéristiques structurelles clés des tissus qui se développent selon les programmes de développement. L'approche du laboratoire Gartner utilise une technologie de modélisation cellulaire 3D de précision appelée assemblage de cellules programmé par ADN (DPAC) pour configurer un modèle spatial initial d'un tissu qui se replie ensuite en formes complexes de manière à reproduire la façon dont les tissus s'assemblent hiérarchiquement au cours du développement. .

"Nous commençons à voir qu'il est possible de décomposer les processus de développement naturels en principes d'ingénierie que nous pouvons ensuite réutiliser pour construire et comprendre les tissus, " dit le premier auteur Alex Hughes, stagiaire postdoctoral à l'UCSF. "C'est un angle totalement nouveau dans l'ingénierie tissulaire."

"C'était étonnant pour moi de voir à quel point cette idée fonctionnait bien et à quel point les cellules se comportent simplement, " dit Gartner. " Cette idée nous a montré que lorsque nous révélons des principes de conception de développement robustes, ce que nous pouvons en faire d'un point de vue technique n'est limité que par notre imagination. Alex a pu créer des constructions vivantes qui ont changé de forme de manière très proche de ce que nos modèles simples prédisaient. »

Gartner et son équipe sont maintenant curieux de savoir s'ils peuvent assembler le programme de développement qui contrôle le pliage des tissus avec d'autres qui contrôlent la structuration des tissus. Ils espèrent également commencer à comprendre comment les cellules se différencient en réponse aux changements mécaniques qui se produisent lors du repliement des tissus in vivo, en s'inspirant d'étapes spécifiques du développement de l'embryon.