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(a) Fibres de collagène orientées des nanofilms.
(b, c) Myoblastes humains (marquage des noyaux en bleu et le cytosquelette en rouge) orientés et différenciés en myotubes (marquage spécifique de l'actine en vert) après 12 jours en culture sur les nanofilm.
© Muhammad Haseeb Iqbal
Les muscles sont des tissus orientés qui se développent à partir de cellules souches, appelées myoblastes. Au cours de leur différenciation, les myoblastes s'orientent et s'organisent pour former les myotubes qui composent les fibres musculaires. L'ingénierie de telles fibres in vitro motive une recherche très active car elle permettrait de traiter des blessures et des maladies musculaires. Si la culture et la différenciation de myoblastes sur des supports bio-compatibles orientés a déjà permis de créer des tissus composés de myotubes organisés, les techniques utilisées jusqu'ici sont complexes et nécessitent un appareillage sophistiqué.
Des physico-chimistes de l'Institut Charles Sadron (CNRS/Université de Strasbourg), en collaboration avec des équipes du laboratoire Biomatériaux et bioingénierie (INSERM/Université de Strasbourg) et du Centre for Research in Myology (INSERM/Sorbonne Université), ont récemment montré qu'un simple brossage au pinceau sur un support de verres de couches nanométriques de collagène, un polymère naturel très abondant, permettait de créer un nanofilm biocompatible très orienté sur lequel adhèrent les myoblastes.
Leur multiplication, croissance et orientation se produit ensuite spontanément grâce à la forte orientation des fibres de collagènes. Qui plus est, la différentiation des myoblastes en myotubes est favorisée et accélérée par l'utilisation d'acide tannique, autre molécule naturelle, en alternance avec les fibres de collagène. L'acide tannique est en effet connu pour contribuer à la santé musculaire en raison de ses propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires. Ce procédé simple de brossage au pinceau, décrit dans la revue ACS Nano, permet le développement in vitro de tissus anisotropes qui pourraient remplacer des tissus humains endommagés ou encore servir de système modèle pour le criblage de médicaments ciblant les fibres musculaires.
Référence:
Muhammad Haseeb Iqbal, Faratiana Jeanne Rosine Revana, Emeline Pradel, Varvara Gribova, Kamel Mamchaoui, Catherine Coirault, Florent Meyer & Fouzia Boulmedais.
Brush-Induced Orientation of Collagen Fibers in Layer-by-Layer Nanofilms: A Simple Method for the Development of Human Muscle Fibers
ACS Nano 2022
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c06329