Les vers à soie sauvages produisent des protéines prêtes pour la bioimpression

Un mélange de protéines de vers à soie sert de base pour les tissus et organes imprimés en 3D.

De nombreux groupes de recherche testent l' »encre » à base de protéines de soie pour imprimer des tissus humains, des implants et peut-être même des organes. Ce procédé est une alternative moins coûteuse à l’impression 3D conventionnelle avec du collagène, une protéine clé dans l’échafaudage naturel de l’organisme. Des chercheurs de l’Assam, un état de l’Inde, étudient l’utilisation d’espèces locales de vers à soie pour cette tâche – ils ont récemment déposé un brevet pour des bioencres utilisant une combinaison de protéines extraites des espèces locales Antheraea assamensis et Samia ricini, ainsi que le Bombyx mori couramment utilisé. Les scientifiques les ont tissées dans des structures synthétiques allant des vaisseaux sanguins aux lobes hépatiques ; dans un article publié en septembre dans ACS Applied Materials & Interfaces, ils ont décrit la reproduction du cartilage d’une oreille entière.

La soie est un polymère naturel, une substance aux longues chaînes moléculaires répétitives. Elle est mécaniquement solide et complètement biodégradable, bien adaptée aux applications en génie tissulaire. Pour l’utiliser, les chercheurs tirent la soie liquide des glandes du ver à soie ou dissolvent les fibres de soie dans des solvants. Ils mélangent soigneusement le liquide gélatineux avec les cellules souches d’un patient, puis construisent les structures couche par couche avec une imprimante 3D. Après l’implantation, les cellules se développent et remplacent la structure de soie, qui finit par dégénérer en acides aminés.

L’extraction et la purification du collagène des restes d’animaux, une source médicale courante, est complexe et coûteuse. « Par rapport au collagène, les soies ont un immense avantage en termes d’approvisionnement et de transformation. L’approvisionnement local est également un atout indéniable dans leur utilisation en Inde « , déclare David Kaplan, qui dirige le département de génie biomédical de l’Université de Tufts et ne participe pas à ces nouvelles recherches. La soie de vers à soie domestiqués a été largement utilisée en bio-impression, mais le laboratoire de Biman B. Mandal à l’Indian Institute of Technology Guwahati en Assam est parmi les premiers à incorporer des soies sauvages.

Ces soies sont idéales pour les encres biologiques parce qu’elles peuvent être combinées pour construire des échafaudages solides et résistants, explique Mandal, le chercheur principal du laboratoire. « C’est important, par exemple, lorsqu’il s’agit de fabriquer du tissu osseux « , ajoute-t-il.

Les chercheurs utilisent couramment des produits chimiques pour réticuler les chaînes de polymère de soie, ce qui aide à maintenir une structure 3D, mais le groupe de Mandal a trouvé un mélange de soie et de gélatine qui fonctionne sans plusieurs de ces produits chimiques. De plus, la soie sauvage a des taches auxquelles les cellules s’attachent naturellement, dit-il : « Pour les autres soies, elles doivent être décorées avec des produits chimiques qui favorisent l’adhérence. Cela peut être compliqué, coûteux et potentiellement toxique. » Kaplan est d’accord, ajoutant que ces points de liaison permettent aux cellules d’adhérer rapidement à la matrice de soie.

Mandal et ses collaborateurs ont déjà créé des structures prototypes, y compris des os et des tissus mous comme ceux du cœur et du foie. La reconstruction d’un ménisque humain du genou et du tissu complexe à l’extrémité d’un os sera la prochaine étape.

Via ScientificAmerican

Laisser un commentaire

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.