Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

Magnetische cellulaire 'Legos' voor de regeneratieve geneeskunde van de toekomst

Anonim

Door magnetische nanodeeltjes in cellen op te nemen en een systeem te ontwikkelen met geminiaturiseerde magneten, onderzoekers van het Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (CNRS / Université Paris Diderot), in samenwerking met het Laboratoire Adaptation Biologique et Vieillissement (CNRS / UPMC) en het Centre de Recherche Cardiovasculaire de Paris (Inserm / Université Paris Descartes), zijn erin geslaagd cellulaire magnetische "Legos" te creëren. Ze waren in staat om cellen te aggregeren met alleen magneten en zonder een externe ondersteunende matrix, waarbij de cellen dan een weefsel vormen dat naar believen kan worden gedeformeerd. Deze aanpak, die op 12 september 2017 in Nature Communications wordt beschreven, zou een krachtig hulpmiddel kunnen zijn voor biofysische studies, evenals voor de regeneratieve geneeskunde van morgen.

advertentie


Nanotechnologie heeft snel het medische veld doorkruist door soms ongekende oplossingen voor te stellen aan de uiterste grenzen van de huidige behandelingen, waardoor het centraal komt te staan ​​bij diagnose en therapie, met name voor de regeneratie van weefsel. Een actuele uitdaging voor regeneratieve geneeskunde is om een ​​samenhangende en georganiseerde cellulaire assemblage te creëren zonder een externe ondersteunende matrix te gebruiken. Dit is een bijzonder substantiële uitdaging wanneer het gaat om het synthetiseren van dik en / of groot weefsel, of wanneer deze weefsels moeten worden gestimuleerd zoals hun in vivo tegenhangers (zoals hartweefsel of kraakbeen) om hun functionaliteit te verbeteren.

De onderzoekers kwamen deze uitdaging tegen door magnetisme te gebruiken om de cellen op afstand te bewerken, om ze te assembleren, te organiseren en te stimuleren. Cellen, die de bouwstenen van weefsel zijn, worden dus van te voren gemagnetiseerd door de opname van magnetische nanodeeltjes, en worden dus echte cellulaire magnetische "Lego" die kunnen worden verplaatst en gestapeld met behulp van externe magneten. In dit nieuwe systeem dat fungeert als een magnetische weefselstrekker, worden de gemagnetiseerde cellen gevangen op een eerste micromagneet, voordat een tweede mobiele magneet het door de cellen gevormde aggregaat opsluit. De beweging van de twee magneten kan het resulterende weefsel naar believen rekken of comprimeren.

Onderzoekers hebben eerst embryonale stamcellen gebruikt om hun systeem te testen. Ze begonnen met het aantonen dat de incorporatie van nanodeeltjes geen invloed had op het functioneren van de stamcel of het vermogen tot differentiatie. Deze functionele magnetische stamcellen werden vervolgens getest in de brancard, waarin ze opmerkelijk differentieerden naar cardiale cel precursors wanneer stimulatie "magnetisch kloppen" oplegde en de contractie van het hart imiteerde. Deze resultaten tonen de rol aan die puur mechanische factoren kunnen spelen bij celdifferentiatie.

Deze "alles-in-één" -benadering, die het mogelijk maakt weefsel binnen hetzelfde systeem te bouwen en te manipuleren, zou dus een krachtig hulpmiddel kunnen blijken te zijn, zowel voor biofysische studies als voor weefselmanipulatie.

advertentie



Verhaal Bron:

Materiaal geleverd door CNRS . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Vicard Du, Nathalie Luciani, Sophie Richard, Gaëtan Mary, Cyprien Gay, François Mazuel, Myriam Reffay, Philippe Menasché, Onnik Agbulut, Claire Wilhelm. Een 3D-magnetisch weefselrek voor externe mechanische controle van embryonale stamceldifferentiatie . Nature Communications, 2017; 8 (1) DOI: 10.1038 / s41467-017-00543-2