Une nouvelle matrice nanofibre sur microfibre pourrait aider à produire des cellules souches plus nombreuses et de meilleure qualité pour le traitement des maladies et les thérapies régénératives.

Une matrice composée de nanofibres de gélatine sur un maillage de microfibres en polymère synthétique peut fournir un meilleur moyen de cultiver de grandes quantités de cellules souches humaines saines.

Développé par une équipe de chercheurs dirigée par Ken-ichiro Kamei de l'Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) de l'Université de Kyoto, la matrice « fibre sur fibre » (FF) améliore les techniques de culture de cellules souches actuellement disponibles.

Les chercheurs ont développé des systèmes de culture 3D pour permettre aux cellules souches pluripotentes humaines (hPSCs) de croître et d'interagir avec leur environnement dans les trois dimensions, comme ils le feraient à l'intérieur du corps humain, plutôt qu'en deux dimensions, comme ils le font dans une boîte de Pétri.

Les cellules souches pluripotentes ont la capacité de se différencier en n'importe quel type de cellule adulte et ont un potentiel énorme pour les thérapies de régénération tissulaire, soigner les maladies, et à des fins de recherche.

La plupart des systèmes de culture 3D actuellement rapportés ont des limites, et entraînent de faibles quantités et qualité de cellules cultivées.

Kamei et ses collègues ont fabriqué des nanofibres de gélatine sur une feuille de microfibres en synthétique, acide polyglycolique biodégradable. Des cellules souches embryonnaires humaines ont ensuite été ensemencées sur la matrice dans un milieu de culture cellulaire.

La matrice FF a permis un échange facile des facteurs de croissance et des suppléments du milieu de culture aux cellules. Aussi, les cellules souches adhéraient bien à la matrice, résultant en une croissance cellulaire robuste :après quatre jours de culture, plus de 95 % des cellules se sont développées et ont formé des colonies.

L'équipe a également intensifié le processus en concevant un sac de culture cellulaire perméable aux gaz dans lequel plusieurs cellules chargées, des matrices FF pliées ont été placées. Le système a été conçu de manière à ce que des changements minimes soient nécessaires à l'environnement interne, réduire le stress exercé sur les cellules. Ce système nouvellement développé a produit un plus grand nombre de cellules par rapport aux méthodes de culture 2D et 3D conventionnelles.

"Notre méthode offre un moyen efficace d'étendre les hPSC de haute qualité à plus court terme, " écrivent les chercheurs dans leur étude publiée dans la revue Biomatériaux . Aussi, parce que l'utilisation de la matrice FF n'est pas limitée à un type spécifique de conteneur de culture, il permet d'augmenter la production sans perte de fonctions cellulaires. "En outre, les matrices de nanofibres étant avantageuses pour la culture d'autres cellules adhérentes, y compris les cellules différenciées dérivées de hPSC, La matrice FF pourrait être applicable à la production à grande échelle de cellules fonctionnelles différenciées pour diverses applications, " concluent les chercheurs.