La manière habituelle de cultiver des cellules consiste à utiliser une boîte de laboratoire en verre plate. Cependant, à l'intérieur d'un corps humain, les cellules ne poussent pas sur une surface plane, mais plutôt en trois dimensions. Cela a conduit des chercheurs de l'Université de Lund en Suède à développer un "spaghetti" poreux de polymères respectueux des tissus avec des cavités dans lesquelles les cellules peuvent se développer de manière plus naturelle.

"Lorsque vous cultivez des cellules cérébrales dans un plat de laboratoire plat, les différents types cellulaires forment des couches, avec les cellules nerveuses sur le dessus et les cellules gliales – une forme de tissu de soutien – en dessous. Ce n'est pas ce à quoi cela ressemble dans le tissu cérébral naturel, où les cellules sont beaucoup plus mélangées, ", explique la chercheuse en neurosciences Ulrica Englund Johansson.

De nombreux groupes de recherche dans le monde ont donc tenté de développer des structures tridimensionnelles dans lesquelles les cellules peuvent être cultivées de manière plus naturelle. Les chercheurs de Lund ont utilisé une méthode appelée électrofilage.

"L'électrofilage est en fait une vieille technique, qui a reçu un coup de pouce récent. Il s'est avéré être un bon moyen de produire de petites nanostructures à des fins biologiques et médicales, " explique le biophysicien Fredrik Johansson, qui travaille en étroite collaboration avec le groupe d'Ulrica Englund Johansson.

Le type de polymère utilisé a été approuvé à des fins médicales, et est utilisé par ex. sutures où la fibre finit par se dissoudre. Selon l'application, la structure tridimensionnelle peut être façonnée sous différentes formes.

"Vous pouvez laisser les fibres s'enchevêtrer avec de nombreuses cavités dans lesquelles les cellules peuvent se développer, comme une boule de spaghetti bouilli. Mais si tu, par exemple, vouloir faire grandir le neurite dans une certaine direction, vous pouvez faire en sorte que les fibres forment des lignes parallèles - comme des lignes droites, spaghettis non cuits, " explique Fredrik Johansson en utilisant une métaphore facile à comprendre.

Les chercheurs de Lund ont obtenu de bons résultats avec leurs structures fibreuses tridimensionnelles.

« La forme tridimensionnelle semble favoriser la maturation des cellules souches en cellules gliales et en neurones. Elles se mélangent également naturellement entre elles, développer de longues excroissances neurites, et démontrer une activité électrique fonctionnelle, " dit Ulrica Englund Johansson.

"Ils expriment également les protéines qui sont normalement exprimées in vivo. Cela indique que les cellules souches se développent en cellules nerveuses qu'elles seraient devenues dans le cerveau."

Si la nouvelle technique tient ses promesses, l'électrofilage pourra offrir de nouvelles opportunités tant pour la recherche que pour l'industrie. Avec des cultures cellulaires plus naturelles sur lesquelles mener des recherches, un certain nombre de questions de recherche biomédicale peuvent être abordées de manières nouvelles.

De nouveaux médicaments potentiels peuvent être testés plus efficacement sur des cultures cellulaires qui ressemblent davantage à des tissus naturels. Cellules qui doivent être transplantées - par ex. à la rétine ou au cerveau - survivra probablement aussi et se développera mieux dans une structure tridimensionnelle, même s'ils sont ensuite injectés simplement sous forme de cellules dans une solution.

Les chercheurs collaborateurs, qui comprennent également le biologiste David O'Carroll, ont récemment publié leurs résultats dans trois revues internationales : Nanomédecine , Journaux de Biomatériaux et Nanobiotechnologie , et Neurosciences moléculaires et cellulaires . Les deux premiers articles décrivent leurs études réalisées sur les cellules souches du cerveau humain, tandis que le troisième concerne des expériences utilisant des cellules rétiniennes.