L'assemblage de nanofeuillets protéiques présentant de fortes propriétés mécaniques permet l'adhésion et la prolifération cellulaire à la surface des liquides. Crédit :Julien Gautrot
Des chercheurs de l'Université Queen Mary de Londres ont découvert que les cellules peuvent «marcher» sur des liquides un peu comme les geckos collent à d'autres surfaces.
Les cellules sont généralement cultivées sur des matériaux solides, tels que le plastique de culture tissulaire, polymères et biocéramiques dégradables. On pense que les fortes propriétés mécaniques de ces biomatériaux sont nécessaires pour permettre l'adhésion cellulaire, un processus important contrôlant souvent le comportement des cellules souches et favorisant l'incorporation des implants par les tissus environnants et la régénération tissulaire.
Dans cette étude, Publié dans Lettres nano , les chercheurs rapportent la croissance réussie des cellules de la peau à la surface des gouttelettes d'huile liquide.
Ceci est surprenant car on ne pense pas que la faible viscosité des liquides supporte les forces mécaniques générées par les cellules lors de leur adhésion.
L'équipe de recherche a découvert que les nanofeuillets de protéines, films de quelques nanomètres d'épaisseur, s'assemblent à la surface de ces liquides et présentent de fortes propriétés mécaniques suffisantes pour résister aux forces générées par les cellules.
En combinant différents types de méthodes de caractérisation mécanique à l'échelle nanométrique, ils proposent que l'adhésion cellulaire à de tels liquides n'est pas médiée par la tension superficielle, comme dans le cas de la marche des arpenteurs d'eau, mais plus proche de l'adhérence des geckos à un large éventail de surfaces, où les forces de cisaillement jouent un rôle important.
Colonies de cellules épidermiques cultivées sur des liquides (à gauche) et du plastique de culture tissulaire classiquement utilisé pour la culture cellulaire (à droite). Crédit :Julien Gautrot
Auteur principal Dr Julien Gautrot, de la Queen Mary's School of Engineering and Materials Science, a déclaré : « La compréhension des mécanismes responsables de ce comportement est importante car elle suggère que les propriétés à l'échelle nanométrique, plutôt que leurs propriétés en vrac, contrôle l'adhésion cellulaire et potentiellement d'autres comportements cellulaires. Cela aura des implications importantes pour la conception d'une nouvelle génération de biomatériaux pour la médecine régénérative et l'ingénierie tissulaire. »
Il a ajouté:"Cela signifie que les propriétés à l'échelle nanométrique des biomatériaux ou des échafaudages d'ingénierie tissulaire peuvent être conçues indépendamment des propriétés en vrac pour contrôler séparément le phénotype cellulaire et la mécanique des échafaudages."
Systèmes liquide-liquide, comme les émulsions comme une vinaigrette, sont particulièrement avantageux pour un large éventail de traitements et de technologies. Ils sont souvent utilisés en synthèse chimique et en génie chimique où ils ont révolutionné les procédés industriels. En revanche, les technologies de culture cellulaire et de cellules souches n'ont pas bénéficié de la flexibilité des systèmes liquide-liquide.
L'équipe suggère que l'étude pourrait conduire à la conception d'une nouvelle génération de technologies cellulaires, pour l'amélioration de la production de cellules souches adhérentes pour la médecine régénérative.
