Faire croître du muscle pour des tests en laboratoire est un processus difficile, et les tentatives précédentes pour le faire – faisant usage d’échafaudages en plastique – ont omis de produire des fibres musculaires entièrement formées. Aujourd’hui, une équipe de l’Université de Californie du Sud (USC) a adopté une approche différente, en utilisant de la gélatine et un gel gorgé d’eau, ou «hydrogel», comme échafaudage.
Cette nouvelle recherche est la dernière d’une série d’efforts « on-a-chip » qui ont vu les scientifiques créent des versions en laboratoire de tout, depuis des poumons jusqu’à des modèles fonctionnels de maladies du cœur. L’idée est de produire des systèmes en laboratoire qui simulent avec précision les organes et d’autres tissus, permettant aux chercheurs de mener des études et de développer de nouveaux médicaments avec un risque zéro pour la santé des patients.
Au cours du développement embryonnaire, les muscles se forment autour du squelette lorsque les cellules appelées myoblastes se regroupent pour créer des fibres appelées myotubes. Les chercheurs ont essayé de recréer le processus en laboratoire, en essayant de faire pousser des myotubes de souris sur de minuscules structures en plastique, mais les fibres ne vont tout simplement pas adhérer et se tenir sur le matériau, se dérobant après seulement une semaine, et ne plus se développer comme souhaité.
Pour contourner le problème, les chercheurs de l’USC ont décidé d’essayer de faire pousser les fibres sur un autre type d’échafaudage, en utilisant un hydrogel à base de gélatine – un dérivé de l’état naturel des protéines musculaires, le collagène – au lieu du plastique.
Bien que le gel soit en grande partie constitué d’eau, ses propriétés mécaniques sont plus semblables à celles de l’environnement de croissance naturelle, car étant un biomatériau naturel, les cellules sont plus susceptibles de coller à lui et se développer normalement.
Le matériau semble avoir de bons résultats dans l’étude de l’USC. Après trois semaines, les chercheurs ont observé que les myotubes de souris se sont fermement attachées à l’échafaudage d’hydrogel, devenant de plus en plus larges, plus longs, et plus généralement se développant comme espéré.
Bien que d’autres études soient certainement nécessaires, les chercheurs croient que des myotubes humains pourraient être cultivés en utilisant la même méthode, sur des puces de gélatine. De tels « muscles-on-a-chip » pourraient alors être utilisés pour étudier le développement musculaire, et être utilisés comme une plate-forme de test de médicaments.
«En créant une plate-forme peu coûteuse et accessible pour étudier le muscle squelettique en laboratoire, nous espérons permettre à la recherche d’ouvrir la voie à de nouveaux traitements pour ces patients», a déclaré le professeur assistant de l’USC, et responsable de l’étude, Megan McCain.
http://www.nature.com/articles/srep28855
