Vers des cultures sur puces instrumentées fabriquées par impression 3-D

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La réalisation d’organes sur puce présente un intérêt majeur pour la recherche clinique. En effet, à l’opposé des simples cultures classiques,  ceux-ci peuvent récapituler la structure 3D et les fonctions natives de l’organe qu’ils visent à reproduire. Dans certains cas, il peut être avantageux d'instrumenter ces cultures via l’ajout de capteurs afin d’étudier leur fonctionnement ou l’effet de médicaments. Dans ce contexte, des chercheurs à l’Université de Harvard [1] ont montré la fabrication par impression 3D d’un dispositif instrumenté de culture pour l’étude de cellules musculaires. Ce dispositif a été réalisé à l’aide de six encres développées spécialement pour l’impression des capteurs de contraintes, des zones de culture cellulaire et des cuvettes pour le milieu de culture.  La figure ci-dessous montre un tel dispositif ainsi qu’un exemple de culture de myocyte ventriculaire de rat (NRVM) sur un substrat structuré. L’article démontre la capacité de ces dispositifs à mesurer les contraintes induites par la contraction spontanée de ce tissu musculaire dans les jours qui suivent le début de la culture ; après 8 jours, le rythme de contractions se stabilise entre 1 et 2 Hz. De plus, afin de montrer la compatibilité de cette approche avec les tests pharmaceutique, les chercheurs mesurent l’effet de deux composés (verapamil et isoproterenol) sur la contractibilité des cellules. S’il ne s'intéresse qu’à la fabrication du dispositif de mesure par impression 3D – ce qui aurait pu être réalisé par d’autres techniques – cet article  s’inscrit dans une direction de recherche féconde, à l’interface entre la fabrication additive et les organes sur puces qui, à terme, permettra à la communauté d’étudier des phénomènes de plus en plus complexes.

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Figure 1 : (a) illustration du principe de fonctionnement du dispositif imprimé pour l’étude de la contractibilité de cellule musculaire (b) Micrographie du dispositif adapté pour la culture de couche épaisse de tissus (c) Image de fluorescence du tissu après immuno-marquage noyau au DAPI (bleu), actine (rouge) et alpha actinine (blanc). Adaptée avec la permission de Nature - Nature publishing