Une nouvelle méthode, une étape vers la future impression 3D de tissus humains

Jun 19, 2023

11 août 2023

Cet article a été révisé conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu :

faits vérifiés

publication évaluée par des pairs

source fiable

relire

par l'Université de Sydney

Une équipe de bio-ingénieurs et de scientifiques biomédicaux de l'Université de Sydney et du Children's Medical Research Institute (CMRI) de Westmead a utilisé l'impression photolithographique 3D pour créer un environnement complexe permettant d'assembler des tissus qui imite l'architecture d'un organe.

Les équipes étaient dirigées par le professeur Hala Zreiqat et le Dr Peter Newman de l'École de génie biomédical de l'Université de Sydney et par le professeur Patrick Tam, biologiste du développement, qui dirige l'unité de recherche enembryologie du CMRI. Leur article a été publié dans Advanced Science.

En utilisant des méthodes de bio-ingénierie et de culture cellulaire, la technique a été utilisée pour donner l’ordre aux cellules souches dérivées de cellules sanguines ou de cellules cutanées de devenir des cellules spécialisées pouvant s’assembler en une structure semblable à un organe.

De la même manière que l’aiguille d’un tourne-disque parcourt les sillons du vinyle pour créer de la musique, les cellules utilisent des protéines stratégiquement positionnées et des déclencheurs mécaniques pour naviguer dans leur environnement complexe, reproduisant ainsi les processus de développement. Les dernières recherches de l'équipe ont utilisé des signaux mécaniques et chimiques microscopiques pour recréer les activités cellulaires au cours du développement.

Le professeur Hala Zreiqat a déclaré : « Notre nouvelle méthode sert de manuel d'instructions aux cellules, leur permettant de créer des tissus mieux organisés et ressemblant davantage à leurs homologues naturels. Il s'agit d'une étape importante vers la possibilité d'imprimer en 3D des tissus et des organes fonctionnels. "

Le Dr Newman a déclaré que la construction de tissus à partir de cellules nécessitait des instructions détaillées, ce qui n'est pas sans rappeler la construction d'un bâtiment à partir de nombreuses pièces différentes : "Imaginez essayer de construire un château Lego en dispersant les blocs au hasard sur une table et en espérant qu'ils tomberont au bon endroit. Même si chaque bloc est conçu pour se connecter aux autres, sans un plan clair, vous vous retrouveriez probablement avec quelque chose qui ressemble plus à un gros tas de blocs Lego déconnectés plutôt qu'à un château.

"La même chose peut être dite à propos de la construction d'organes et de tissus à partir de cellules : sans instructions spécifiques, les cellules se regrouperaient probablement de manière imprévisible au sein de structures incorrectes. Ce que nous avons effectivement fait, c'est créer un processus étape par étape qui guide chaque élément constitutif. exactement où il doit aller et comment il doit se connecter aux autres », a déclaré le Dr Newman.

" Conformément à cette approche, nos travaux récemment publiés appliquent une nouvelle méthode d'impression 3D pour définir des instructions destinées aux cellules qui les guident vers la formation de structures plus organisées et plus précises. Grâce à cela, nous avons créé un assemblage os-graisse qui ressemble à la structure de os et un assemblage de tissus qui ressemblent à des processus au cours du développement précoce des mammifères.

La recherche sur des structures complexes de tissus et d’organes, connues sous le nom d’organoïdes, aide les chercheurs à comprendre comment les organes se développent et fonctionnent et comment les maladies affectant l’organe peuvent être causées par des mutations génétiques et des erreurs de développement. Les connaissances tirées de l’étude permettent également le développement de thérapies cellulaires et géniques pour les maladies. La capacité à générer les types de cellules souhaités offre en outre la capacité de produire des cellules souches cliniquement pertinentes à des fins thérapeutiques.

Le professeur Hala Zreiqat a déclaré : « Au-delà de la compréhension du « manuel d'instructions » complexe de la vie, cette méthode a d'immenses implications pratiques. Par exemple, en médecine régénérative, où il existe un besoin pressant de transplantations d'organes, des recherches plus approfondies utilisant cette approche pourraient faciliter la croissance. " de tissus fonctionnels en laboratoire. Imaginez un avenir où la liste d'attente pour les transplantations d'organes pourrait être considérablement réduite parce que nous pouvons générer de tels tissus en laboratoire qui ressemblent suffisamment à leurs homologues naturels. "