Des gouttes de gel, de la taille d'un micromètre, peuvent fournir l'architecture extracellulaire nécessaire, en médecine régénérative, à la croissance et à la prolifération des cellules. Ces gouttes de gels, porteuses de cellules, constituées de peptides ultracourts auto-assemblés qui forment des réseaux de nanofibres de soutien, sont ainsi destinées être injectées dans le tissu ischémique, en particulier des plaies diabétiques, ayant besoin d'être régénéré avec de nouveaux vaisseaux sanguins. Ces microgels uniques, développés par des bioingénieurs de la King Abdullah University of Science & Technology (KAUST), documentés dans la revue ACS Applied Materials & Interfaces, pourraient révolutionner les thérapies régénératives et la cicatrisation des plaies, sans risque de rejet.
Constituée de 4 acides aminés seulement, leur structure « ultracourte » réduit le coût et le temps de synthèse. Ces gels à base de peptides ultracourts auto-assemblés peuvent ainsi produire des tissus de type humain pouvant être utilisés pour des thérapies régénératives, explique l’auteur principal, Charlotte Hauser, bio-ingénieur à la KAUST. Les gouttelettes sont rigides, élastiques et résistantes, et conservent leur forme et leur taille même lorsqu'elles sont exposées à la stérilisation, aux rayons ultraviolets ou aux chocs.
4 acides aminés suffisent,
le peptide le plus prometteur ayant été créé en liant ensemble les acides aminés isoleucine, valine, phénylalanine et lysine, puis en ajoutant un groupe acétyle à une extrémité et un groupe amide à l'autre. Plongés dans une solution aqueuse, ces peptides se lient d'une manière spécifique qui forme finalement un réseau fibreux. La solution contenant des fibres est soumise à un dispositif microfluidique contenant de l'huile, du sel et du détergent. Au fur et à mesure que la solution se déplace dans l'appareil, elle se transforme en gel et se brise en gouttelettes.
L'équipe a même réussi à faire croître des cellules endothéliales -des vaisseaux sanguins- à la surface des gouttelettes. Ces microgels chargés de cellules ont ensuite été injectés dans un hydrogel en vrac composé des mêmes peptides ultracourts qui contenaient également des fibroblastes, un type de cellule impliqué dans la cicatrisation des plaies. Ensuite, les cellules endothéliales déjà proliférantes se sont étendues radialement à l’intérieur des microgels et se sont multipliées et propagées dans des vaisseaux sanguins.
« Nous prévoyons d'autres tests sur nos microgels pour développer des solutions thérapeutiques avancées pour les plaies et les ulcères diabétiques ».
Reconstituer une architecture similaire à celle qui supporte les cellules dans les tissus vivants: de nombreuses recherches seront encore nécessaires, notamment pour compléter ces microgels avec des composés biologiques bénéfiques à la formation de nouveaux vaisseaux mais plus largement à l’épithélialisation et à la cicatrisation, y compris la régénération de fibres nerveuses ou de tissu osseux. Mais ces peptides ultracourts auto-assemblés présentent un avantage par rapport aux autres matériaux car ils peuvent s'assembler pour former une architecture similaire à celle qui supporte les cellules dans les tissus vivants.
Ils peuvent également être fabriqués à partir de peptides synthétisés chimiquement qui ne provoquent pas de rejet immunitaire par le corps et peuvent être adaptés à une production de masse.
Source: ACS Applied Materials & Interfaces Jun-2021 DOI: 10.1021/acsami.1c03787 Delivery of Endothelial Cell-Laden Microgel Elicits Angiogenesis in Self-Assembling Ultrashort Peptide Hydrogels In Vitro
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Équipe de rédaction SantélogSep 10, 2021Rédaction Santé log
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