Vous pouvez réparer un cœur brisé ce jour de la Saint-Valentin, maintenant que les chercheurs ont inventé un nouvel hydrogel qui peut être utilisé pour guérir les tissus cardiaques endommagés et améliorer les traitements contre le cancer.
La chercheuse en génie chimique de l'Université de Waterloo, la Dre Elisabeth Prince, s'est associée à des chercheurs de l'Université de Toronto et de l'Université Duke pour concevoir un matériau synthétique fabriqué à partir de nanocristaux de cellulose, dérivés de la pâte de bois. Le matériau est conçu pour reproduire les nanostructures fibreuses et les propriétés des tissus humains, recréant ainsi ses propriétés biomécaniques uniques.
La recherche a été récemment publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences. .
"Le cancer est une maladie diversifiée et deux patients atteints du même type de cancer répondront souvent au même traitement de manière très différente", a déclaré Prince. "Les organoïdes tumoraux sont essentiellement une version miniaturisée de la tumeur d'un patient individuel qui peut être utilisée pour tester des médicaments, ce qui pourrait permettre aux chercheurs de développer des thérapies personnalisées pour un patient spécifique."
En tant que directeur du Prince Polymer Materials Lab, Prince conçoit des hydrogels biomimétiques synthétiques pour des applications biomédicales. Les hydrogels ont une architecture nanofibreuse avec de grands pores pour le transport des nutriments et des déchets, qui affectent les propriétés mécaniques et l'interaction cellulaire.
Prince, professeur au Département de génie chimique de Waterloo, a utilisé ces hydrogels mimétiques de tissus humains pour favoriser la croissance de répliques de tumeurs à petite échelle dérivées de tissus tumoraux donnés.
Elle vise à tester l’efficacité des traitements contre le cancer sur les organoïdes des mini-tumeurs avant d’administrer le traitement aux patients, permettant potentiellement des thérapies anticancéreuses personnalisées. Cette recherche a été menée aux côtés du professeur David Cescon au Princess Margaret Cancer Center.
Le groupe de recherche de Prince à Waterloo développe des hydrogels biomimétiques similaires pouvant être injectés pour l'administration de médicaments et des applications médicales régénératives alors que les chercheurs de Waterloo continuent de diriger l'innovation en santé au Canada.
Ses recherches visent à utiliser un hydrogel filamenteux injecté pour faire repousser le tissu cardiaque endommagé après une crise cardiaque. Elle a utilisé les nanofibres comme échafaudage pour la repousse et la guérison des tissus cardiaques endommagés.
"Nous nous appuyons sur les travaux que j'ai commencés au cours de mon doctorat pour concevoir des hydrogels mimétiques de tissus humains qui peuvent être injectés dans le corps humain pour administrer des médicaments et réparer les dommages causés au cœur lorsqu'un patient subit une crise cardiaque", " dit Prince.
La recherche de Prince est unique dans la mesure où la plupart des gels actuellement utilisés en ingénierie tissulaire ou en culture cellulaire 3D ne possèdent pas cette architecture nanofibreuse. Le groupe de Prince utilise des nanoparticules et des polymères comme éléments de base pour les matériaux et développe une chimie pour des nanostructures qui imitent avec précision les tissus humains.
La prochaine étape des recherches de Prince consiste à utiliser des nanoparticules conductrices pour fabriquer des gels nanofibreux électriquement conducteurs qui peuvent être utilisés pour guérir les tissus cardiaques et musculaires squelettiques.
Plus d'informations : Elisabeth Prince et al, L'hydrogel nanocolloïdal imite la structure et les propriétés mécaniques non linéaires des réseaux fibreux biologiques, Actes de l'Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2220755120
Fourni par l'Université de Waterloo
