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La migration cellulaire cartographiée à l’aide de la topographie naturelle

Les cellules se déplacent là où elles sont nécessaires à la cicatrisation des plaies; elles migrent également là où elles ne sont pas les bienvenues, comme dans le cas du cancer. Une étude de l’UE a étudié le voyage des cellules pour découvrir ce qui stimule ce processus.

Santé

Les chercheurs du projet MATRIXASSAY ont cherché à combiner l’expertise considérable de leurs partenaires et à exploiter les innovations technologiques des collaborateurs industriels pour développer un outil permettant d’évaluer la migration cellulaire sur les surfaces.

Bien plus qu’effleurer le potentiel

Le grattage d’une région de cellules est une méthode standard pour étudier la cicatrisation des plaies et explorer la façon dont les cellules comblent cet espace. Cependant, des problèmes peuvent survenir lors de l’utilisation de ce qu’on appelle les tests de grattage, car le revêtement sous la surface est souvent enlevé en même temps. «Il est particulièrement important que les surfaces reflètent les matrices extracellulaires que les cellules rencontrent dans le corps», souligne Brian Rodriguez, professeur de physique à l’University College Dublin et coordinateur du projet. Mené avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, MATRIXASSAY a développé une nouvelle méthode pour suivre la migration des cellules. Un groupe auto-organisé de cellules, un sphéroïde ou un organoïde, est directement placé au centre de chaque puits d’une plaque de culture tissulaire à 96 puits. «Afin d’imiter les différentes matrices extracellulaires naturelles de notre corps, les puits ont été recouverts de pellicules de fibrilles de collagène alignées et de diamètre contrôlé», explique M. Rodriguez. La compatibilité totale avec les approches d’imagerie à haut débit et la possibilité d’être utilisé pour étudier l’influence des caractéristiques topographiques et des propriétés mécaniques font partie des autres avantages de MATRIXASSAY. Même l’effet des médicaments sur la capacité de migration des cellules pourrait être testé. Le placement du sphéroïde au centre d’un puits de manière reproductible permet de gagner du temps et d’économiser le stockage des données, car il n’est pas nécessaire d’obtenir plusieurs images.

Les futures avancées de la recherche sur les traces de la nature

M. Rodriguez explique ses projets concernant l’orientation des recherches: «Maintenant que nous avons établi le prototype, nous espérons l’utiliser pour explorer l’influence mécanique et topographique sur la migration cellulaire pour différentes lignées cellulaires et dans différentes conditions.» Les résultats du projet et des travaux déjà publiés indiquent que, selon la topographie du collagène, certaines cellules migreront de préférence dans la direction de l’alignement ou perpendiculairement à celui-ci. Prenons l’exemple de la structure des tendons, qui est plissée, ce qui lui confère sa résistance et ses propriétés d’absorption des chocs.

La diversité pose des défis inhérents

«Tout projet international et intersectoriel de grande envergure sera peut-être confronté à des défis, malgré les mesures de réduction des risques. Nous en avons certainement eu notre lot, notamment des difficultés à obtenir des visas pour les États-Unis après les élections de 2016!», souligne M. Rodriguez. Les problèmes sont allés des défis techniques prévus au départ imprévu d’un partenaire du consortium. Il insiste sur le fait que les chercheurs ont tendance à sous-estimer le temps et les ressources nécessaires pour réaliser un programme de travail ambitieux. Il faut trouver un équilibre entre ces exigences souvent contradictoires, mais un déséquilibre sain aide à concentrer les efforts et favorise l’innovation.

Une compatibilité commerciale et de multiples applications pour la production de pièces biomédicales

«À plusieurs égards, le travail ne fait que commencer et nous espérons l’affiner et le publier.» La conception de MATRIXASSAY repose sur une plateforme solide. Le système est compatible avec les différentes plaques de puits et plaques d’inserts disponibles sur le marché. Ne se limitant pas au placement de sphéroïdes, ce système peut également être utilisé pour localiser des microporteurs (cellules dans une matrice de soutien) à certains endroits sur des constructions bio-imprimées en 3D afin de fabriquer des pièces biomédicales.

Mots‑clés

MATRIXASSAY, grattage, migration cellulaire, matrices extracellulaires, collagène, plaque de puits, test

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