Photographie d'un moule flottant contenant un matériau protocellulaire en forme de triangle de 1,0 cm de côté soulevé d'une boîte de Pétri (à gauche). Image de microscopie à fluorescence du matériel protocellulaire triangulaire à gauche (à droite). Les couleurs rouge et verte identifient les deux types de protocellules adhésives complémentaires qui composent le tissu artificiel. Crédit :Dr Pierangelo Gobbo et Dr Agostino Galanti
Les scientifiques ont créé de nouveaux tissus artificiels qui imitent certaines des caractéristiques et capacités complexes des tissus vivants, ouvrant la voie à des avancées sans précédent en médecine, soft-robotique, et la micro-ingénierie. La percée dirigée par l'Université de Bristol, Publié dans Matériaux avancés , rapporte la première façon de produire des tissus artificiels centimétriques de toute forme et avec des structures internes complexes.
Une équipe, dirigé par le Dr Pierangelo Gobbo de l'École de chimie de l'université, a développé la nouvelle technique et l'a utilisée pour assembler des millions de cellules synthétiques collantes, appelés "protocellules, " en tissus artificiels capables de communiquer entre eux ainsi qu'avec leur environnement extérieur. Auparavant, les protocellules étaient travaillées individuellement, mais les scientifiques ont découvert que lorsque les cellules étaient combinées en un groupe pour former des matériaux protocellulaires, elles interagissaient ensemble et montraient des capacités avancées.
La méthode innovante, appelée la "technique du moule flottant, " a permis à l'équipe de créer des matériaux protocellulaires autonomes de toute taille et forme. Cela a également facilité l'assemblage de matériaux protocellulaires à motifs et en couches grâce à l'agencement soigné de différents types de protocellules.
L'équipe a ensuite spécifiquement programmé le comportement des protocellules constituant le matériau de sorte que lorsque des vagues de produits chimiques étaient envoyées dans l'environnement, les protocellules ont répondu ensemble et il a été possible d'extraire des informations physiques et chimiques importantes de leur réaction collective. Cela pourrait, par exemple, conduire à une nouvelle méthode pour étudier comment un médicament se déplace et se distribue à l'intérieur des tissus vivants.
L'équipe indique qu'à l'avenir, il pourrait être possible de greffer des matériaux protocellulaires sur des organes pour fournir des thérapies ciblées, ou d'utiliser ces tissus artificiels comme organoïdes pour répliquer étroitement les environnements in vivo pour les criblages de médicaments et réduire les tests sur les animaux. Les tissus pourraient également être utilisés pour assembler la prochaine génération de robots mous alimentés par des produits chimiques disponibles dans l'environnement.
L'auteur principal, le Dr Agostino Galanti, a déclaré :« Ces avancées passionnantes font passer les cellules synthétiques au niveau supérieur, annonçant un nouveau potentiel important dans un large éventail d'industries. Nos matériaux protocellulaires sont robustes, stables dans l'eau et sont également capables de combiner les attributs spéciaux des protocellules individuelles avec les nouvelles capacités améliorées qu'elles acquièrent lorsqu'elles sont combinées en formations de groupe."
Dr Pierangelo Gobbo, vice-chancelier de l'Université de Bristol et chercheur principal du projet, ajoutée, « L'assemblage contrôlé de protocellules en matériaux protocellulaires centimétriques dotés de capacités de biodétection émergentes est sans précédent et représente une étape importante vers la construction de tissus artificiels entièrement autonomes et adaptatifs. Notre prochain objectif est de faire progresser les capacités biochimiques et les niveaux d'autonomie. de nos matériaux protocellulaires pour cibler des applications importantes en ingénierie tissulaire, thérapie personnalisée, pharmacocinétique, technologies de micro-bioréacteurs, et la robotique douce."
