CICATRISATION, INGÉNIERIE TISSULAIRE : L’hydrogel qui encapsule et libère de nouvelles cellules
L’ingénierie tissulaire est une technologie qui utilise des cellules vivantes pour réparer ou remplacer des tissus, tels que la peau, les vaisseaux sanguins, les os ou les cartilages. Des hydrogels polymériques, sous forme solide ou liquide, sont généralement utilisés comme système d’administration de cellules vivantes, avec une couche contenant les cellules à greffer chez le patient, en remplacement des cellules malades ou endommagées. Cette équipe de bioingénieurs de l’Université de Singapour réussit ici la synthèse d’un hydrogel multiforme à base de nanofibres de cellulose capables d’encapsuler et de délivrer des cellules toutes neuves.
Il existe actuellement 2 types d'hydrogels, solide et liquide, cependant, ces deux formes présentent des caractéristiques mutuellement exclusives qui limitent leur utilisation :
- Les hydrogels solides fournissent un environnement protecteur pour les nouvelles cellules, mais peuvent entraîner un traumatisme lié à leur implantation chirurgicale. Les hydrogels solides n'ont pas non plus la capacité de s'adapter et de se conformer à la géométrie et aux caractéristiques mécaniques du tissu hôte, ce qui est nécessaire pour assurer une interaction hôte-implant optimale ;
- les hydrogels liquides, et injectables sont incapables de conserver leur intégrité structurelle après l'injection, ce qui rend difficile la rétention des cellules encapsulées.
Un hydrogel qui peut prendre la forme solide et liquide : cette équipe de recherche propose ici une solution, toujours « hydrogel », mais qui combine les avantages des 2 formes, solide et liquide : il s’agit d’un « thixogel » composé de 99% d'eau et 1% de cellulose, nommé hydrogel de CNF (pour hydrogel à base de nanofibres de cellulose ; CNF : cellulose nanofiber). Cet hydrogel peut être transformé de la forme solide à la forme liquide et peut revenir à la forme d’hydrogel solide en moins d'une minute.
Un hydrogel parfaitement adapté à l’ingénierie tissulaire : cet essai montre également que cet hydrogel de CNF est totalement compatible avec les cellules cancéreuses du sein humain ainsi que les cellules souches embryonnaires de souris, ce qui suggère une grande applicabilité à la régénération tissulaire. Les cellules biologiques peuvent être chargées dans l'hydrogel de CNF lorsqu'il est à l'état plus liquide, le tout étant greffé sur le patient au moyen d'une technique mini-invasive, comme une injection. Sous sa forme liquide, l'hydrogel de CNF est capable de se conformer aux espaces étroits et complexes du tissu de l'hôte avant de revenir à son état solide. L'hydrogel de CNF dans son état le plus solide peut enfin être remplacé par le propre tissu du patient, car il agit tel une plate-forme pour régénérer et réparer les tissus endommagés pendant le processus de guérison ou de cicatrisation.
L'hydrogel est composé de cellulose, le polymère organique le plus abondant sur Terre et comprend 99% d'eau et de facteurs cellulaires. Cela permet aux cellules de vivre et de se développer, ce qui en fait un support approprié pour la régénération cellulaire et tissulaire.
L'hydrogel de CNF s’avère donc dans ce premier test, à la fois polyvalent et compatible (ici avec des cellules cancéreuses du sein humain et des cellules souches embryonnaires de souris) et promet de nombreuses applications, pour la cicatrisation des plaies, pour la greffe de cellules et de tissus, mais aussi le bioprinting de cellules ou d'organes artificiels.
Source : International Journal of Biological Macromolecules 1 June 2019 DOI : 10.1016/j.ijbiomac.2019.02.135 Stimuli-responsive injectable cellulose thixogel for cell encapsulation
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Cette actualité a été publiée le 15/05/2019 par
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