Des chercheurs de KI et SLU ont découvert que les protéines de soie d'araignée peuvent être fusionnées à des protéines biologiquement actives et être converties en un gel à la température du corps. L'un des objectifs est de développer une solution de protéines injectables qui forme un gel à l'intérieur du corps, qui pourrait être utilisé dans l'ingénierie tissulaire et pour la libération de médicaments, mais aussi de fabriquer des gels qui peuvent rationaliser les processus chimiques où les enzymes sont utilisées. L'étude est publiée dans Nature Communications .

"Nous avons développé une toute nouvelle méthode pour créer un gel tridimensionnel à partir de soie d'araignée qui peut être conçu pour fournir différentes protéines fonctionnelles", explique Anna Rising, chef de groupe de recherche au Département des biosciences et de la nutrition, Karolinska Institutet (KI) et professeur au Département d'anatomie, physiologie et biochimie, Université suédoise des sciences agricoles (SLU). "Les protéines du gel sont très proches les unes des autres et la méthode est si douce qu'elle peut être utilisée même pour les protéines sensibles."

Une solution protéique injectable

À l'avenir, les chercheurs espèrent développer une solution protéique injectable qui forme un gel à l'intérieur du corps. La possibilité de concevoir des hydrogels avec des fonctions spécifiques ouvre une gamme d'applications possibles.

Un tel gel pourrait, par exemple, être utilisé pour obtenir une libération contrôlée de médicaments dans le corps. Dans l'industrie chimique, il pourrait être fusionné à des enzymes, une forme de protéines utilisées pour accélérer divers processus chimiques.

"À un peu plus long terme, je pense que les gels injectables peuvent devenir très utiles en médecine régénérative", déclare la première auteure de l'étude, Tina Arndt, Ph.D. étudiante dans le groupe de recherche d'Anna Rising au Karolinska Institutet. "Nous avons un long chemin à parcourir, mais le fait que la solution protéique forme rapidement un gel à la température du corps et que la soie d'araignée s'est avérée bien tolérée par l'organisme est prometteur."

Imite le filage de la soie d'araignée

La capacité des araignées à tisser des fibres incroyablement solides à partir d'une solution de protéines de soie en quelques fractions de seconde a suscité un intérêt pour les mécanismes moléculaires sous-jacents. Les chercheurs de KI et SLU se sont particulièrement intéressés à la capacité des araignées à garder les protéines solubles afin qu'elles ne s'agglutinent pas avant le filage de la soie d'araignée. Ils ont précédemment développé une méthode de production de protéines précieuses qui imite le processus utilisé par l'araignée pour produire et stocker ses protéines de soie.

"Nous avons déjà montré qu'une partie spécifique de la protéine de soie d'araignée appelée le domaine N-terminal est produite en grande quantité et peut garder d'autres protéines solubles, et nous pouvons l'exploiter pour des applications médicales", explique Anna Rising. "Nous avons laissé les bactéries produire cette partie de la protéine liée aux protéines fonctionnelles, y compris divers médicaments et enzymes."

La nouvelle étude montre que le domaine N-terminal a également la capacité de changer de forme et de se transformer en petites fibrilles qui provoquent la conversion de la solution protéique en gel si elle est incubée à 37 degrés Celsius. De plus, il peut être fusionné à des protéines fonctionnelles qui conservent leur fonction dans le gel. + Explorer plus loin

Propriétés de la soie d'araignée analysées pour une utilisation en tant que fibres biosourcées dans le domaine médical