Des chercheurs de l'UCLA ont développé des lymphocytes T synthétiques, ou des cellules T, qui sont des fac-similés presque parfaits de cellules T humaines.

La capacité de créer les cellules artificielles pourrait être une étape clé vers des médicaments plus efficaces pour traiter le cancer et les maladies auto-immunes et pourrait conduire à une meilleure compréhension du comportement des cellules immunitaires humaines. Ces cellules pourraient également éventuellement être utilisées pour renforcer le système immunitaire des personnes atteintes de cancer ou de déficiences immunitaires.

L'équipe de recherche était composée de scientifiques de l'UCLA School of Dentistry, la UCLA Samueli School of Engineering et le département de chimie et de biochimie du UCLA College, et était dirigé par le Dr Alireza Moshaverinia, professeur adjoint de prosthodontie à l'école dentaire. Les résultats sont publiés dans la revue Matériaux avancés .

"La structure complexe des cellules T et leur nature multifonctionnelle ont rendu difficile pour les scientifiques de les reproduire en laboratoire, " a déclaré Moshaverinia. " Avec cette percée, nous pouvons utiliser des cellules T synthétiques pour concevoir des transporteurs de médicaments plus efficaces et comprendre le comportement des cellules immunitaires. »

Les cellules T naturelles sont difficiles à utiliser en recherche car elles sont très délicates, et parce qu'après avoir été extraits des humains et d'autres animaux, ils ont tendance à ne survivre que quelques jours.

« Nous avons pu créer une nouvelle classe de cellules T artificielles capables de renforcer le système immunitaire d'un hôte en interagissant activement avec les cellules immunitaires par contact direct, activation ou libération de signaux inflammatoires ou régulateurs, " a déclaré Mohammad Mahdi Hasani-Sadrabadi, un assistant scientifique de projet à UCLA Samueli. "Nous voyons les résultats de cette étude comme un autre outil pour attaquer les cellules cancéreuses et autres agents cancérigènes."

Les cellules T jouent un rôle clé dans le système immunitaire. Ils sont activés lorsque l'infection pénètre dans le corps et circulent dans la circulation sanguine pour atteindre les zones infectées. Parce qu'ils doivent se faufiler entre de petits espaces et des pores, Les cellules T ont la capacité de se déformer jusqu'à un quart de leur taille normale. Ils peuvent également atteindre près de trois fois leur taille d'origine, ce qui les aide à combattre ou à vaincre les antigènes qui attaquent le système immunitaire.

Jusque récemment, les bio-ingénieurs n'avaient pas été capables d'imiter la nature complexe des cellules T humaines. Mais les chercheurs de l'UCLA ont pu reproduire leur forme, taille et flexibilité, qui lui permettent d'accomplir ses fonctions de base de ciblage et de localisation des infections.

L'équipe a fabriqué des cellules T à l'aide d'un système microfluidique. (La microfluidique se concentre sur le comportement, contrôle et manipulation des fluides, généralement à une échelle submillimétrique.) Ils ont combiné deux solutions différentes :l'huile minérale et un biopolymère d'alginate, une substance semblable à une gomme faite de polysaccharides et d'eau. Lorsque les deux fluides se combinent, ils créent des microparticules d'alginate, qui reproduisent la forme et la structure des cellules T naturelles. Les scientifiques ont ensuite collecté les microparticules d'un bain d'ions calcium, et ajusté leur élasticité en changeant la concentration des ions calcium dans le bain.

Une fois qu'ils avaient créé des cellules T avec les propriétés physiques appropriées, les chercheurs avaient besoin d'ajuster les attributs biologiques des cellules pour leur donner les mêmes caractéristiques qui permettent aux cellules T naturelles d'être activées pour combattre l'infection, pénètrent dans les tissus humains et libèrent des messagers cellulaires pour réguler l'inflammation. Pour faire ça, ils ont recouvert les cellules T de phospholipides, de sorte que leur extérieur imiterait étroitement les membranes cellulaires humaines. Puis, en utilisant un procédé chimique appelé bioconjugaison, les scientifiques ont lié les cellules T avec des signaleurs CD4, les particules qui activent les cellules T naturelles pour attaquer les cellules infectieuses ou cancéreuses.

Moshaverinia a déclaré que d'autres scientifiques pourraient utiliser le même processus pour créer divers types de cellules artificielles, comme les cellules tueuses naturelles ou les microphages, pour la recherche sur des maladies spécifiques ou pour aider à développer des traitements; à l'avenir, l'approche pourrait aider les scientifiques à développer une base de données d'un large éventail de cellules synthétiques qui imitent les cellules humaines.

Les autres auteurs de l'étude, tout l'UCLA, sont l'étudiante diplômée Fatemah Majedi; Steven Bensinger, professeur de microbiologie, immunologie et génétique moléculaire; Dr Ben Wu, un professeur de médecine dentaire et de bio-ingénierie; Louis Bouchard, un professeur agrégé de chimie et de biochimie; et Paul Weiss, un éminent professeur de chimie et de biochimie. Bensinger, Bouchard et Weiss sont également membres du UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center.