La culture in vitro de cellules biologiques joue un rôle important dans l’avancement de la recherche biologique. Cependant, les matériaux de culture cellulaire actuellement disponibles présentent des inconvénients importants. Beaucoup d’entre eux sont issus de sources animales, ce qui entraîne une mauvaise reproductibilité et rend difficile le réglage précis de leurs propriétés mécaniques. Par conséquent, il existe un besoin urgent de nouvelles approches pour créer des matériaux souples et biocompatibles aux propriétés prévisibles.
L'équipe du Dr Elisha Krieg de l'Institut Leibniz de recherche sur les polymères de Dresde a développé une matrice dynamique de réticulation d'ADN (DyNAtrix) en combinant des polymères synthétiques classiques avec des agents de réticulation d'ADN programmables. La liaison hautement spécifique et prévisible de l'ADN donne aux chercheurs un contrôle inégalé sur les propriétés mécaniques clés du matériau.
Publié dans Nanotechnologie de la nature le 7 août, leurs recherches montrent comment DyNAtrix permet un contrôle systématique de ses caractéristiques viscoélastiques, thermodynamiques et cinétiques en modifiant simplement les informations sur la séquence d'ADN. La stabilité prévisible des réticulations de l'ADN permet d'ajuster rationnellement les propriétés de relaxation-stress, imitant les caractéristiques des tissus vivants.
DyNAtrix est auto-réparateur, imprimable et présente une stabilité élevée et une dégradation contrôlable. La culture cellulaire avec des cellules stromales mésenchymateuses humaines, des cellules souches pluripotentes, des kystes rénaux canins et des organoïdes trophoblastiques humains démontre la haute biocompatibilité des matériaux.
Les propriétés programmables du matériau laissent entrevoir un potentiel prometteur pour de nouvelles applications en culture tissulaire. Les études en cours se concentrent sur l’effet des propriétés viscoélastiques sur le développement cellulaire et organoïde. À l'avenir, DyNAtrix pourra être utilisé dans la recherche fondamentale et la médecine personnalisée, par exemple pour reproduire et étudier en laboratoire des modèles de tissus dérivés de patients.
Plus d'informations : Y.-H. Peng et al, Matrices dynamiques avec viscoélasticité codée par ADN pour la culture cellulaire et organoïde, Nature Nanotechnology (2023). DOI :10.1038/s41565-023-01483-3
Informations sur le journal : Nanotechnologie naturelle
Fourni par l'Institut Leibniz pour la recherche sur les polymères
