Des chercheurs de l’Institut Terasaki de Los Angeles ont développé une nouvelle méthode pour créer des constructions musculaires imprimées en 3D avec un alignement et une maturation améliorés des cellules musculaires. La technique consiste à créer des microparticules chargées de facteur de croissance analogue à l’insuline (IGF) à l’aide d’une plateforme microfluidique. Ensuite, ces particules sont incluses dans un bioink qui intègre également des cellules myoblastiques et un hydrogel à base de gélatine. Une fois imprimées en 3D, les constructions résultantes montrent une croissance, un allongement et un alignement cellulaires améliorés et, dans certains cas, ont même commencé à se contracter spontanément après dix jours d’incubation. Les chercheurs de Terasaki espèrent que leur innovation contribuera à ouvrir la voie à des greffes musculaires entièrement fonctionnelles créées en laboratoire pour les patients humains.
Le muscle squelettique est clairement crucial pour le mouvement et l’activité de base. Si un tel muscle est blessé ou doit être retiré en raison d’une blessure ou d’une maladie, la qualité de vie du patient peut changer considérablement, car sa capacité à bouger et à effectuer ses activités quotidiennes est affectée. De plus, d’autres tissus étroitement associés, tels que la lymphe ou les vaisseaux sanguins, peuvent également être affectés, entraînant des complications supplémentaires. À l’heure actuelle, la principale option de traitement consiste à prélever des muscles sains ailleurs dans le corps et à les transplanter dans la région où ils sont nécessaires.
Cependant, ce n’est pas idéal. Non seulement cette stratégie est très invasive, endommageant les tissus sains pour réparer une blessure ailleurs, mais elle peut avoir des résultats mitigés, avec des problèmes tels qu’une innervation incomplète affectant les performances de la greffe et limitant l’activité du muscle transplanté. Ces problèmes ont incité les scientifiques à tenter de créer des alternatives cultivées en laboratoire à l’aide de biomatériaux.
La bio-impression 3D représente une technique très utile dans ce contexte, permettant aux chercheurs d’imprimer très rapidement des constructions de différentes formes et tailles. Ces chercheurs ont utilisé cette approche, mais l’ont améliorée grâce à l’inclusion judicieuse de facteurs de croissance à libération lente pour influencer l’activité cellulaire au sein de la construction.
Ils ont inclus des microparticules dans le bioink qui libèrent lentement l’IGF dans la construction sur une période de plusieurs jours, aidant ainsi à orienter les cellules myoblastes incluses vers un phénotype musculaire squelettique. Jusqu’à présent, la méthode semble aider à encourager les cellules à s’allonger et à s’aligner, tout comme la réalité, et certaines constructions ont même démontré des contractions musculaires.
« La libération prolongée d’IGF-1 facilite la maturation et l’alignement des cellules musculaires, ce qui constitue une étape cruciale dans la réparation et la régénération des tissus musculaires », a déclaré Ali Khademhosseini, chercheur impliqué dans l’étude. « Il existe un grand potentiel d’utilisation de cette stratégie pour la création thérapeutique de tissus musculaires fonctionnels et contractiles. »
Étude dans un journal Biosciences macromoléculaires: Maturation améliorée de constructions de tissus musculaires squelettiques bio-imprimées en 3D encapsulant des microparticules libérant des facteurs solubles
Via : Institut Terasaki