Description du projet
Une nouvelle plateforme de conception assistée par ordinateur pour les tissus cardiaques comble les vides
Les milliards de cellules de notre corps dépendent non seulement de leurs composants intracellulaires pour effectuer leurs innombrables fonctions complexes, mais aussi de la matrice extracellulaire (MEC). La MEC fournit un échafaudage physique pour les cellules et participe à la signalisation chimique et mécanique entre les cellules pour orchestrer le développement des tissus en cas d’homéostasie et de maladie. Pourtant, malgré les progrès considérables réalisés dans le domaine de l’ingénierie cellulaire, nous continuons à fabriquer des tissus et des organes synthétiques par tâtonnements, sans disposer d’une compréhension quantitative et exploitable des interactions entre la MEC et les cellules. Le projet SYNBIO.ECM financé par l’UE, prévoit de combler cette lacune importante dans le domaine de l’ingénierie des tissus cardiaques. Des expériences ascendantes alimenteront des modèles menant à une plateforme de conception et de fabrication assistées par ordinateur (CAO/FAO) pour créer des répliques de cœurs et de parties de cœurs humains sains et malades.
Objectif
To meet medical needs worldwide, tissue engineering must move from successful pre/clinical products towards an effective process to meet Worldwide medical needs, but this is challenging since a quantitative design framework has not emerged, yet. Synthetic biology (SYNBIO) was the solution that genetic engineers found to the same problem: Despite tremendous individual successes in genetic engineering and biotechnology [], why is the engineering of useful synthetic biological systems still an expensive, unreliable and ad hoc research process? asked Dr. Endy in a 2005 letter to Nature. The SYNBIO solution included: i) libraries of DNA parts with well-characterized effect on cells; ii) tools to computationally design system-level assemblies, or designer-DNA; and, iii) bottom-up engineering of cell functions using progressively more complex designer-DNA. Effectively, SYNBIO introduced a computer-aided design and manufacturing (CAD/M) platform that transformed the process of engineering cells. However, since inputs from the extracellular matrix (ECM) have largely been ignored, progress towards programmable tissue-level behavior have been more modest.
Here, we will build on my experience with computational and experimental models in cardiac tissue engineering to develop a CAD/M framework for engineering cardiac tissues with computationally predictable properties, or designer-ECM. To characterize ECM-cell interactions, we will use traction force and super-resolution microscopy with fluorescence in-situ sequencing. To model multiscale ECM-cell interactions, we will use ordinary differential equations and subcellular element models. Finally, we will leverage ECM parts and human induced pluripotent stem cells to bioprint designer-ECM that recapitulate three phases of heart development: trabeculation, compaction, and maturation.
With synthetic matrix biology (SYNBIO.ECM) we will develop a CAD/M-based process and a new class of products for cardiac
tissue engineering.
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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Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
27100 Pavia
Italie