La technologie de liaison biomatériau-cellule ouvre de nouvelles possibilités pour les implants médicaux
Le processus de liaison chimique permet aux chercheurs de contrôler quelles cellules s’attacheront au biomatériau et où.
Une nouvelle technique de liaison des biomatériaux aux cellules empêcherait les réactions immunitaires et la formation de tissu cicatriciel. Cela peut également permettre aux chercheurs de « diriger » les cellules souches via des stimuli mécaniques pour former des tissus adipeux ou des os dans le corps, selon les besoins. Les recherches menées à l’Université de Twente aux Pays-Bas ont été publié dans Matériaux avancés.
Les cellules ressentent leur environnement et réagissent en conséquence. Les propriétés mécaniques influencent le comportement des cellules souches, par exemple : un environnement mou les incitera à former de la graisse, tandis qu’un environnement dur les orientera vers la formation osseuse, explique un communiqué de presse sur le site Web de l’université décrivant la recherche. Dans les implants actuels, les cellules se fixent directement sur le matériau, ce qui peut provoquer une forte réponse immunitaire et la formation de tissu cicatriciel pouvant nuire aux performances de l’implant. Les chercheurs Tom Kamperman et Jeroen Leijten contournent la réponse immunitaire en ne fixant pas le biomatériau directement à la surface cellulaire. Au lieu de cela, les cellules sont liées à un matériau inerte par une réaction chimique.
Les chercheurs utilisent la tyramine pour fonctionnaliser le biomatériau. La tyramine est moléculairement similaire à la tyrosine, un acide aminé, qui est naturellement présente dans et autour des cellules. L’article sur le site Web de l’université continue : « Par une réaction chimique adaptée aux cellules, le biomatériau peut être connecté à la cellule ‘sur commande’. De cette façon, les chercheurs peuvent contrôler quelles cellules peuvent « coller » et à quel endroit précis. L’arrêt de la réaction chimique rend à nouveau le matériau inerte. Les cellules sélectionnées peuvent sentir le biomatériau et permettre le contrôle des cellules souches alors qu’il n’y a pas de formation active de tissu cicatriciel autour du matériau.
La technologie permet aux chercheurs d’en savoir plus sur le fonctionnement des cellules, mais aussi de les orienter vers l’exécution de tâches spécifiques via des stimuli mécaniques. La boîte à outils développée par Kamperman et Leijten – DOCKING, qui signifie discrete on-cell inducible on-cell crosslinking – a déjà révélé que la décision cellulaire en réponse à un environnement doux ou dur est prise en une seule journée. Cela détermine comment une plaie guérit ou comment un implant vivant peut fonctionner, selon les chercheurs.
La boîte à outils DOCKING stimulera la recherche en médecine régénérative, les systèmes d’administration de médicaments, la thérapie cellulaire et même la production de viande cultivée, selon les chercheurs.
