18 Juin, 2019

Des scientifiques impriment des tissus biologiques en 3D sans utiliser d’échafaudages.

Biotechnologie, Electronique, Informatique, Logiciel, Matériel, Médical, NTIC, Technologie

La bioencre est précisément déposée dans l’hydrogel (Crédit : Université de l’Illinois à Chicago)

Bien qu’il soit difficile de croire qu’il existe déjà une méthode » établie » pour faire quelque chose comme l’impression en 3D de tissus biologiques, il semble bien qu’il en existe une. Il s’agit d’utiliser des échafaudages à l’échelle microscopique, mais une technique récemment mise au point comble certaines des lacunes de cette approche en utilisant plutôt de l’hydrogel.

Habituellement, la « bioimpression » de tissus corporels (y compris d’organes) consiste à ensemencer des cellules dans un matériau ayant une microstructure semblable à celle d’un échafaudage. Ce matériau fournit un foyer tridimensionnel dans lequel les cellules peuvent se nicher et se reproduire par la suite. Les cellules finissent par prendre le relais au fur et à mesure que le matériau hôte se biodégrade, jusqu’à ce qu’il ne reste plus que du biotissu sous la forme physique souhaitée.

Selon des scientifiques de l’Université de l’Illinois à Chicago, cependant, le processus a ses inconvénients. D’une part, il peut être difficile d’obtenir le bon moment pour que l’échafaudage disparaisse en même temps que les tissus atteignent leur maturité. De plus, la biodégradation du matériau peut produire des sous-produits toxiques et l’échafaudage peut interférer avec la communication intercellulaire – cette dernière est essentielle pour la formation adéquate des tissus.

Comme alternative, une équipe dirigée par le professeur Eben Alsberg a développé un système qui utilise un bloc d’hydrogel composé de billes microscopiques. Une buse d’impression est abaissée dans ce gel, où elle se déplace d’avant en arrière – verticalement et horizontalement – en déposant une « encre biologique » composée de cellules souches. Cette encre biologique est maintenue en place par des microbilles, restant là où elle a été déposée dans l’espace tridimensionnel.

Toute la matrice de billes d’hydrogel est ensuite exposée à la lumière ultraviolette, ce qui permet aux billes de se réticuler les unes aux autres et de conserver leur forme. Au cours des semaines suivantes, les cellules se reproduisent et communiquent librement entre elles. Ce faisant, les techniciens ajoutent une solution de bain nutritif qui s’écoule facilement à travers les billes réticulées pour atteindre les tissus.

Une fois que ce biotissu a atteint sa maturation, les billes peuvent être retirées soit en agitant doucement la matrice, soit en leur permettant de se biodégrader sans danger – le taux de dégradation peut être déterminé chimiquement. Ce qui reste derrière n’est rien d’autre que l’organe entièrement formé ou d’autres tissus. Jusqu’à présent, les chercheurs ont utilisé cette technique pour produire un fémur de la taille d’un rongeur et une oreille cartilagineuse.

« Nous avons démontré que les agrégats cellulaires peuvent être organisés et assemblés à l’aide de cette stratégie pour former des tissus fonctionnels plus grands, qui peuvent être utiles pour le génie tissulaire ou la médecine régénérative, le dépistage des médicaments et comme modèles pour étudier la biologie du développement « , assure Eben Alsberg.