Le persil et les gousses de vanille sont utilisés comme échafaudage cellulaire pour faire pousser des tissus de cellules souches pour des implants humains

Des chercheurs de l’Université de Washington-Madison ont été en mesure de faire pousser des plantes sur la peau, le cerveau, la moelle osseuse et les vaisseaux sanguins à l’aide d’un échafaudage naturel hautement spécialisé provenant de plantes comme le persil. L’équipe a observé que certaines espèces végétales possèdent une résistance, une rigidité et une porosité ainsi qu’une faible masse et une faible surface. Ces caractéristiques font un échafaudage structurellement efficace. Les plantes ont un rapport surface / volume très élevé, tandis que leur structure poreuse facilite le transport des fluides, selon un auteur de l’étude. Les chercheurs ont également découvert que l’échafaudage de cellules souches imprimées en 3D aidait à soutenir, alimenter et organiser les cellules.

Les chercheurs ont collaboré avec les jardins botaniques d’Olbrich pour identifier les espèces de plantes qui montrent un potentiel d’échafaudage, qui à son tour pourrait être transformé en structures à des fins biomédicales. John Wirth, conservateur conservateur Olbrich, a déclaré que l’idée était un bon moyen d’utiliser le matériel végétal vivant pour développer le tissu humain. Le persil, l’orchidée et la vanille étaient parmi les espèces végétales choisies pour l’étude. Le bambou, le wasabi et la plante d’oreille d’éléphant étaient également parmi les usines où la cellulose était dérivée. « La nature nous fournit un énorme réservoir de structures dans les plantes. Vous pouvez choisir la structure que vous voulez « , a déclaré Gianluca Fontana, l’auteur principal de la nouvelle étude et un boursier postdoctoral UW-Madison.

« Les plantes ont une énorme capacité à faire croître les populations cellulaires. Ils peuvent fournir des fluides très efficacement à leurs feuilles … À l’échelle microscopique, ils sont très bien organisés », a déclaré Bill Murphy, codirecteur du Centre de médecine régénérative des cellules souches UW-Madison.

« La vaste diversité dans le règne végétal fournit pratiquement n’importe quelle taille et forme d’intérêt. Cela semblait vraiment évident. Les plantes sont extraordinairement bonnes pour la culture de nouveaux tissus et organes, et il existe des milliers d’espèces végétales différentes facilement disponibles. Ils représentent une formidable matière première de nouveaux matériaux pour les applications d’ingénierie tissulaire « , a ajouté M. Murphy.

Détails de l’étude: Techniques d’échafaudage en cellulose et en 3D

Les chercheurs ont décellularisé les matériaux végétaux en ne laissant que la cellulose, les composants de base des parois cellulaires d’une plante. L’équipe a ensuite ajouté des peptides pour servir de fixateurs biologiques puisque les cellules humaines n’ont aucune affinité pour la cellulose. Des technologies avancées telles que l’impression 3D et le moulage par injection ont été utilisées pour créer les échafaudages tridimensionnels.

Il a été constaté que l’élimination de toutes les autres cellules qui composent la plante et ne retenant que les enveloppes de cellulose encourageait les cellules souches humaines telles que les fibroblastes à se fixer à l’échafaudage et à développer des structures miniatures. Les fibroblastes sont des cellules de tissu conjonctif commun qui résultent de la culture de cellules souches.

Les cellules souches ensemencées dans l’échafaudage semblaient également s’aligner le long de sa structure. Ce mécanisme indique un potentiel pour utiliser les matériaux afin de réguler la structure et l’alignement des tissus humains en développement, ce qui peut s’avérer crucial pour les tissus nerveux et musculaires qui ont besoin d’alignement et de structuration. « Les cellules souches sont sensibles à la topographie. Il influence la croissance et la croissance des cellules « , a déclaré l’auteur principal, Gianluca Fontana.

Les échafaudages de la plante se sont avérés flexibles, peu coûteux, renouvelables et peuvent être facilement produits en masse, a déclaré Murphy. Les chercheurs prévoient de mener l’efficacité des échafaudages végétaux dans les études animales. Les chercheurs ont déclaré que la toxicité des plantes est hautement improbable, mais peut déclencher des réponses immunitaires lorsque les échafaudages de la plante ont été implantés chez les mammifères. Cependant, une réponse immunitaire significative peut ne pas être apparente dans leur étude prospective car les cellules végétales ont déjà été retirées des échafaudages.

Les résultats suggèrent que les plantes peuvent servir d’alternative aux échafaudages artificiels utilisés dans la croissance des cellules souches, les chercheurs ont dit. Des groupes de cellules souches humaines qui imitent des organes en laboratoire pourraient être utilisés sur des implants tissulaires dans un proche avenir, a ajouté un chercheur. Les résultats ont été publiés dans la revue Advanced Healthcare Materials.

Suivez d’autres nouvelles sur les découvertes scientifiques sur Discoveries.news.