19 jul 2022

Une nouvelle méthode basée sur des matériaux intelligents montre les dommages cellulaires en temps réel

Qu’arrive-t-il aux cellules durant un traumatisme crânien ou lors de la cicatrisation de la peau? Des scientifiques soutenus par l’UE ont développé une nouvelle méthode expérimentale basée sur des polymères magnétoactifs souples pour étudier le comportement cellulaire.Les cellules biologiques sont constamment soumises aux contraintes mécaniques de leurs substrats environnants, ce qui affecte la manière dont elles se conduisent. Afin d’étudier leur comportement, des chercheurs soutenus par le projet 4D-BIOMAP, financé par l’UE, ont développé une nouvelle méthode basée sur des polymères magnétoactifs. Ils ont publié leurs conclusions dans la revue «Applied Materials Today».

Cette nouvelle méthode expérimentale et informatique permet aux chercheurs de contrôler en temps réel et de manière non invasive les modes de déformation complexe à l’œuvre dans les substrats cellulaires. Ce système permettra aux scientifiques d’évaluer instantanément les effets mécaniques sur les cellules ainsi que l’impact sur différentes réactions biologiques.

Selon l’étude, la stimulation non invasive est possible grâce à la capacité des matériaux magnétoactifs souples semblables à du caoutchouc, appelés élastomères magnétorhéologiques (MRE), à réagir mécaniquement aux champs magnétiques externes. Les MRE sont composés d’une matrice souple en polymères (polydiméthylsiloxane) contenant des particules magnétiques de la taille du micron (poudre de fer carbonyle). Lorsqu’elles sont soumises à un champ magnétique externe, ces particules se magnétisent et réagissent en modifiant leur forme ou leur rigidité.

Une analyse en temps réel des dommages cellulaires

Le système proposé permettra aux scientifiques d’obtenir de nouvelles informations sur les processus mécanobiologiques déclenchés lors des états de déformation complexe et dynamique comme le traumatisme crânien, la cicatrisation pathologique de la peau et le remodelage cardiaque à la suite d’un infarctus du myocarde. «Nous avons réussi à reproduire les déformations locales qui se produisent dans le cerveau lorsqu’il est soumis à un impact. Il serait ainsi possible de reproduire ces cas en laboratoire, en analysant en temps réel ce qui arrive aux cellules et comment elles sont endommagées.», explique le Dr Daniel García-González de l’Universidad Carlos III de Madrid, en Espagne, hôte du projet 4D-BIOMAP, dans un communiqué de presse publié sur «EurekAlert!». «En outre, nous avons validé le système en démontrant sa capacité à transmettre des forces aux cellules et à agir sur elles.»...
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