Dans de nombreux tissus du corps humain, y compris le tissu nerveux, l'organisation spatiale des cellules joue un rôle important. Les cellules nerveuses et leurs longues protubérances s'assemblent en voies nerveuses et transportent des informations dans tout le corps. Lorsque le tissu nerveux est blessé, une orientation spatiale précise des cellules facilite le processus de guérison. Des scientifiques du DWI - Leibniz Institute for Interactive Materials à Aix-la-Chapelle ont développé un gel injectable qui peut servir de système de guidage pour les cellules nerveuses. Ils ont récemment publié leurs résultats, obtenu à partir d'expériences de culture cellulaire, dans la revue Lettres nano .

A l'intérieur du corps, une matrice extracellulaire entoure les cellules. Il fournit un soutien mécanique et favorise l'organisation spatiale des tissus. Afin de régénérer les tissus endommagés, une matrice artificielle peut remplacer temporairement la matrice extracellulaire naturelle. Cette matrice doit imiter l'environnement cellulaire naturel afin de stimuler efficacement le potentiel de régénération du tissu environnant. Implants solides, cependant, peut altérer les tissus sains restants, alors que doux, les matériaux injectables permettent une thérapie mini-invasive, ce qui est particulièrement bénéfique pour les tissus sensibles, comme la moelle épinière. Malheureusement, jusqu'à maintenant, les matériaux mous artificiels ne peuvent pas reproduire les structures complexes et les propriétés spatiales des tissus naturels.

Une équipe de scientifiques, dirigé par le Dr Laura De Laporte du DWI - Leibniz Institute for Interactive Materials a développé un nouveau, matériau peu invasif appelé Anisogel. « Si vous souhaitez améliorer la régénération des tissus de la moelle épinière endommagés, vous devez proposer un nouveau concept de matériau, " dit Jonas Rose, un doctorat étudiant travaillant sur le projet Anisogel.

"Nous utilisons des blocs de construction de la taille d'un micromètre et les assemblons en structures tridimensionnelles organisées hiérarchiquement." Anisogel se compose de deux composants de gel. Microscopique, mou, tendre, les gels en forme de bâtonnets incorporés avec des nanoparticules magnétiques sont le premier composant. En utilisant un champ magnétique faible, les scientifiques peuvent orienter les bâtonnets de gel, après quoi une matrice de gel environnante très douce est réticulée, formant le système de guidage structurel. Les bâtonnets de gel, étant stabilisé par la matrice de gel, maintenir leur orientation, même après suppression du champ magnétique.

En utilisant des expériences de culture cellulaire, les chercheurs ont démontré que les cellules peuvent facilement migrer à travers cette matrice de gel, et que les cellules nerveuses et les fibroblastes s'orientent le long des chemins fournis par ce système de guidage. Un faible nombre de bâtonnets de gel dans tout le volume d'Anisogel s'avère suffisant pour induire une croissance nerveuse linéaire. Le matériel, développé par les scientifiques d'Aix-la-Chapelle, est le premier biomatériau injectable qui s'assemble en une structure orientée contrôlée après injection et fournit un système de guidage fonctionnel pour les cellules. « Pour répondre aux exigences complexes de cette approche, l'équipe du projet comprend des chercheurs aux domaines d'expertise très différents, " dit Laura De Laporte. " Ce travail interdisciplinaire est ce qui rend ce projet si fascinant. "

"Bien que nos expériences de culture cellulaire aient été couronnées de succès, nous sommes prêts à aller loin pour traduire notre Anisogel en thérapie médicale. En collaboration avec l'Uniklinik RWTH Aachen, nous prévoyons actuellement des études précliniques pour tester davantage et optimiser ce matériau, " explique Laura De Laporte.