Le nouveau dispositif "cornée sur puce" peut reproduire la pression des larmes en mouvement à l'intérieur d'une paupière clignotante, et peut tester plus précisément les effets des médicaments sur l'œil humain. Crédit :Mindy Takamiya/Université de Kyoto iCeMS
Des chercheurs de l'Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) de l'Université de Kyoto ont mis au point un dispositif qui déplace les fluides sur les cellules cornéennes de la même manière que le mouvement des larmes sur un œil clignotant. Les scientifiques espèrent que leurs découvertes, rapporté dans le journal Laboratoire sur puce , contribuera à améliorer le développement et les tests de médicaments ophtalmiques, et faire progresser la compréhension de la façon dont le clignement affecte la surface cornéenne.
La cornée est le disque transparent qui recouvre la surface centrale de l'œil. Il agit comme une barrière protectrice contre la poussière, germes, et d'autres objets potentiellement dommageables.
Une façon pour les scientifiques de tester les médicaments ophtalmiques est de les administrer dans les yeux du lapin. Mais les lapins clignent nettement moins que les humains, les médicaments ont donc plus de chance de pénétrer la cornée du lapin et d'entrer dans l'œil. Alternativement, les scientifiques utilisent de minuscules puits contenant des cellules cornéennes humaines. Mais ici aussi, les cellules ne sont pas exposées à l'environnement normal d'un œil humain vivant.
Le scientifique pharmaceutique de l'Université de Kyoto Rodi Abdalkader et le micro-ingénieur Ken-ichiro Kamei ont collaboré pour développer un appareil qui résout ces problèmes. Ils ont imprimé en 3D un appareil qui contient quatre canaux supérieurs et quatre inférieurs, séparés par une membrane poreuse en polyester transparent. Les cellules cornéennes sont incubées dans chaque canal supérieur au-dessus de la membrane. Après sept jours, ils forment une barrière de cellules qui sépare les canaux supérieur et inférieur. Le fluide est ensuite déplacé à travers le dispositif pour imiter la pression exercée sur un côté de la cornée par une paupière clignotante et des larmes en mouvement, et de l'autre côté par le fluide de l'œil interne.
Le dispositif nouvellement développé Crédit :Université de Kyoto iCeMS
De façon intéressante, ils ont constaté que ce mouvement modifiait la forme des cellules et augmentait la production de filaments, qui sont connus pour garder les cellules cornéennes flexibles et élastiques.
"C'était vraiment intéressant de découvrir qu'un stimulus semblable à un clignement des yeux a un impact biologique direct sur ces cellules, " dit Abdalkader. " Nous clignons fréquemment et inconsciemment tout le temps. A chaque clignement, une contrainte de cisaillement est appliquée sur la barrière cornéenne qui amène le système de contre-défense cornéen à sécréter des filaments fibreux, comme les kératines, pour surmonter les effets du stress.
Non seulement l'appareil émule le clignotement humain tout en utilisant des cellules humaines, mais il permet également de tester quatre échantillons différents dans des conditions similaires en même temps.
"Nous pensons que cette plate-forme ouvrira la voie à un meilleur développement de médicaments oculaires, et d'autres investigations sur les effets de la contrainte de cisaillement causée par le clignement des yeux à la surface de l'œil, " dit Abdalkader.
