Des chercheurs ont créé un réseau de nanopoints d’or et l’ont attaché à une seule cellule de fibroblaste
Des chercheurs ont créé un capteur de « tatouage » électronique à l’échelle nanométrique qui peut se fixer à une cellule individuelle vivante sans l’endommager. Le développement révolutionnaire pourrait être utilisé pour surveiller la santé des cellules et nous rapproche un peu plus de la possibilité de faire un saut dans le diagnostic des maladies.
Des chercheurs de l’Université Johns Hopkins ont construit les minuscules capteurs de tatouage à partir de nanomodèles d’or en raison de la conductivité élevée de l’élément et de sa capacité à empêcher la perte et la distorsion du signal. Leur objectif était de combler le fossé entre les cellules vivantes et les capteurs et matériaux électroniques conventionnels.
« Si vous imaginez où tout cela se passe dans le futur, nous aimerions disposer de capteurs pour surveiller et contrôler à distance l’état des cellules individuelles et l’environnement entourant ces cellules en temps réel », a déclaré David Gracias, auteur correspondant de l’étude. . « Si nous avions des technologies pour suivre la santé des cellules isolées, nous pourrions peut-être diagnostiquer et traiter les maladies beaucoup plus tôt et ne pas attendre que l’organe entier soit endommagé. »
Attacher un tatouage électronique à quelque chose d’aussi petit qu’une cellule humaine est un défi, non seulement à cause de la taille des cellules, mais parce que la structure doit être suffisamment flexible pour se mouler à la surface incurvée de la cellule, doit rester attachée et ne peut pas endommager la cellule.
Réseau de nanofils placé sur un cerveau de rat
« Nous parlons de mettre quelque chose comme un tatouage électronique sur un objet vivant 10 fois plus petit que la tête d’une épingle », assure Davis Gracias. « C’est la première étape vers la fixation de capteurs et d’électronique sur des cellules vivantes. »
Des nanopoints et des nanofils d’or ont été déposés sur une plaquette de silicium avant d’être transférés dans un hydrogel d’alginate biocompatible que les chercheurs ont apposé sur des tissus cérébraux de rat et des feuilles de cellules composées d’une seule couche de cellules de fibroblastes de souris vivantes – ces cellules fabriquent du tissu conjonctif qui soutient et relie les autres tissus et organes du corps. Les nanostructures se sont conformées à la forme des cellules et sont restées attachées pendant 16 heures, même lorsque les cellules se sont déplacées, et – surtout – n’ont pas endommagé la cellule.
« Nous avons montré que nous pouvons attacher des nano-modèles complexes à des cellules vivantes, tout en veillant à ce que la cellule ne meure pas », a déclaré Gracias. « C’est un résultat très important que les cellules puissent vivre et se déplacer avec les tatouages car il y a souvent une incompatibilité significative entre les cellules vivantes et les méthodes utilisées par les ingénieurs pour fabriquer l’électronique. »
Outre la détection précoce des maladies, les chercheurs prévoient de nombreuses applications pour leur technologie nouvellement développée, notamment la création de matériaux biohybrides, de dispositifs bioniques et de biocapteurs. Ils prévoient d’essayer de créer des nanocircuits plus complexes qui peuvent rester attachés plus longtemps et d’expérimenter différents types de cellules.
