Description du projet
Parvenir à contrôler optiquement les fonctions cellulaires grâce aux semi-conducteurs organiques
Contrôler l’activité des systèmes biologiques constitue une quête incessante pour les neuroscientifiques, leur permettant de mieux comprendre les fonctions spécifiques et de gérer les dysfonctionnements. La modulation optique offre une résolution spatio-temporelle sans précédent, un caractère invasif minimal ainsi qu’une meilleure sélectivité par rapport aux méthodes électriques. Cependant, la grande majorité des cellules animales ne présentent pas de sensibilité particulière à la lumière. Les semi-conducteurs organiques constituent une classe de matériaux prometteurs capables de réguler optiquement l’activité cellulaire. Ils sont intrinsèquement sensibles à la lumière visible, hautement biocompatibles, capables d’assurer aussi bien la conduction ionique qu’électronique, et peuvent être fonctionnalisés avec des biomolécules et des médicaments. L’objectif global du projet LINCE, financé par l’UE, consiste à développer un dispositif flexible et biocompatible basé sur des semi-conducteurs organiques, offrant aux neuroscientifiques une boîte à outils inédite pour les études in vitro et in vivo.
Objectif
LINCE will develop light-sensitive devices based on organic semiconductors (OS) for optical regulation of living cells functions.
The possibility to control the activity of biological systems is a timeless mission for neuroscientists, since it allows both to understand specific functions and to manage dysfunctions. Optical modulation provides, respect to traditional electrical methods, unprecedented spatio-temporal resolution, lower invasiveness, and higher selectivity. However, the vast majority of animal cells does not bear specific sensitivity to light. Search for new materials capable to optically regulate cell activity is thus an extremely hot topic. OS are ideal candidates, since they are inherently sensitive to visible light and highly biocompatible, sustain both ionic and electronic conduction, can be functionalized with biomolecules and drugs. Recently, it was reported that polymer-mediated optical excitation efficiently modulates the neuronal electrical activity.
LINCE will significantly broaden the application of OS to address key, open issues of high biological relevance, in both neuroscience and regenerative medicine. In particular, it will develop new devices for: (i) regulation of astrocytes functions, active in many fundamental processes of the central nervous system and in pathological disorders; (ii) control of stem cell differentiation and tissue regeneration; (iii) control of animal behavior, to first assess device biocompatibility and efficacy in vivo. LINCE tools will be sensitive to visible and NIR light, flexible, biocompatible, and easily integrated with any standard physiology set-up. They will combine electrical, chemical and thermal stimuli, offering high spatio-temporal resolution, reversibility, specificity and yield. The combination of all these features is not achievable by current technologies. Overall, LINCE will provide neuroscientists and medical doctors with an unprecedented tool-box for in vitro and in vivo investigations.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Mots‑clés
Programme(s)
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16163 Genova
Italie