Le Lieberam Lab, en collaboration avec le Song Group de l’UCL et dirigé par Ph.D. étudiant Aimee Cheesbrough, ont développé un nouvel échafaudage synthétique pour développer des cellules musculaires à partir de cellules souches humaines, permettant aux scientifiques de développer efficacement des tissus musculaires synthétiques pour la recherche sur les maladies musculaires.
Les résultats, publiés dans Matériaux avancésont montré que l’échafaudage a réussi à développer le tissu musculaire squelettique.
Les muscles sont attachés à leur os correspondant par des tendons, et les muscles se contractent pour déplacer une partie particulière du corps.
La recherche actuelle sur les maladies musculaires a un problème avec la croissance des tissus musculaires pour les expériences. En effet, les myofibres (cellules musculaires) qui forment collectivement le tissu musculaire sont entourées par la matrice extracellulaire (ECM) qui est difficile à reproduire dans des conditions de laboratoire.
L’ECM agit comme un échafaudage conjonctif qui aide à former la structure des myofibres. Avoir l’échafaudage ECM dans l’environnement est vital pour la croissance et la maturation du tissu musculaire. Sans un moyen fiable de répliquer l’ECM, les scientifiques sont incapables de développer des tissus musculaires.
La nouvelle recherche explore le développement d’un échafaudage synthétique et flexible qui reproduit l’ECM. La technologie d’électrofilage tisse des nanofibres élastiques à partir de biomatériaux synthétiques pour construire un échafaudage réplicant ECM qui peut être utilisé pour développer des tissus musculaires à partir de cellules souches humaines.
L’article montre que l’ECM synthétique – l’échafaudage en nanofibres – a soutenu avec succès la croissance normale et la stabilisation du tissu musculaire squelettique.
Les auteurs ont également inséré un capteur de lumière moléculaire dans le génome des cellules souches pour créer des myofibres qui se contractent lors de l’exposition à des impulsions lumineuses. Cela signifie que le tissu musculaire artificiel peut être contracté comme les muscles du corps.
En conséquence, les scientifiques peuvent créer de nombreux modèles de tissus musculaires identiques pour les expériences. Ceux-ci aident les chercheurs à mieux comprendre la contraction dans les maladies musculaires, ainsi qu’à tester des candidats-médicaments avec le même modèle de tissu musculaire idéal.
En plus de modéliser et de tester des médicaments candidats pour les maladies musculaires, l’échafaudage ECM artificiel a le potentiel d’être utilisé pour développer des tissus musculaires de remplacement pour les patients souffrant de lésions musculaires squelettiques.
Les chercheurs ont également noté que le tissu musculaire synthétique peut être utilisé pour étudier une gamme de maladies. Peter Harley, un doctorat. étudiant du Lieberam Lab, cultive des myofibres connectées à des motoneurones fabriqués à partir de cellules souches humaines. Ceci est conçu pour imiter un circuit neuromusculaire pour l’étude de la sclérose latérale amyotrophique (SLA).
Aimee Cheesbrough et al, Guide des nanofibres élastomères biosourcées Myofibres squelettiques humaines contrôlées par la lumière iPSC, Matériaux avancés (2022). DOI : 10.1002/adma.202110441