Les chercheurs du Utah State University utilisent la soie du ver à soie pour développer des cellules de tissus musculaires, améliorant ainsi les méthodes de culture cellulaire traditionnelles et, espérons-le, conduisant à de meilleurs traitements contre l'atrophie musculaire.
Il a été démontré que les cellules musculaires squelettiques cultivées sur de la soie de vers à soie imitent plus étroitement le tissu musculaire humain.
Culture cellulaire tridimensionnelle
Lorsque les scientifiques essaient de comprendre la maladie et de tester des traitements, ils cultivent généralement des cellules modèles sur des boîtes de Pétri. La croissance des cellules sur une surface bidimensionnelle a cependant ses limites: pour dire simplement, le tissu musculaire est tridimensionnel.
Pour cela, les chercheurs de l'USU ont développé une surface de culture cellulaire tridimensionnelle en faisant pousser des cellules sur des fibres de soie enroulées autour d'un cadre en acrylique. L’équipe a utilisé de la soie native et transgénique, cette dernière étant produite par des vers à soie modifiés avec des gènes de soie d’araignée.
La soie de vers à soie indigène a déjà été utilisée pour des modèles de culture cellulaire en trois dimensions, mais c'est la première fois que la soie de ver à soie transgénique est utilisée pour la modélisation des muscles squelettiques. Elizabeth Vargis, Matthew Clegg e Jacob Barney du département de génie biologique e Justin Jones, Thomas Harris e Xiao Li Zhang du département de biologie ont publié leurs résultats dans ACS Biomaterials Science & Engineering.
Muscles de la soie
Il a été démontré que les cellules cultivées sur la soie du ver à soie imitent plus étroitement le muscle squelettique humain que celles cultivées sur la surface en plastique habituelle.
Ces cellules ont montré une plus grande flexibilité mécanique et une plus grande expression des gènes nécessaires à la contraction musculaire. La soie du ver à soie a également encouragé un bon alignement des fibres musculaires, un élément nécessaire pour une modélisation robuste des tissus musculaires.
L'importance d'un tissu musculaire sain
Le muscle squelettique est responsable du déplacement du squelette, de la stabilisation des articulations et de la protection des organes internes. La détérioration de ces muscles peut survenir pour une myriade de raisons et peut se produire rapidement.
Par exemple, après seulement deux semaines d'immobilisation, une personne peut perdre près d'un quart de sa force musculaire quadriceps.
Pour comprendre comment les muscles peuvent s'atrophier si rapidement, un modèle cellulaire est nécessaire. Rien de mieux que du tissu musculaire cultivé pour mieux représenter la réalité.
« L'objectif général de mes recherches est de créer de meilleurs modèles in vitro », explique-t-il. Elisabeth Vargis, professeur de génie biologique à l'USU. « Les chercheurs cultivent des cellules sur ces plateformes 2D. Ils ne sont pas réalistes, mais ils nous donnent beaucoup d’informations. On passe ensuite au modèle animal, et enfin aux essais cliniques, qui échouent dans la grande majorité des cas. Avec ce tissu musculaire, j'aimerais ajouter un modèle plus réaliste et plus fiable."
