Il s’agit du premier biohybride entièrement autonome développé à partir de cellules musculaires cardiaques dérivées de souches humaines.
Le premier poisson biohybride / Science
Des chercheurs de l’Université américaine de Harvard, en collaboration avec des collègues de l’Université Emory d’Atlanta, ont obtenu le premier poisson biohybride utilisant des cellules musculaires cardiaques dérivées de souches humaines. Le développement fait suite à des recherches antérieures qui utilisaient des cellules cardiaques de souris pour fabriquer une pompe biohybride semblable à une méduse et à d’autres recherches qui ont conduit au développement d’un autre poisson artificiel, également à partir de cellules cardiaques de souris. Aujourd’hui, cependant, l’équipe a construit le premier dispositif biohybride autonome basé sur des cardiomyocytes dérivés de cellules souches humaines, utilisant ainsi des cellules issues de la différenciation des cellules souches en cellules de la fibre musculaire cardiaque qui, par leur nature, permettent la génération et la transmission d’une impulsion contractile. . .
Contrairement aux appareils précédents, l’idée des chercheurs était de simuler la forme et le mouvement d’un poisson zèbre, un petit poisson d’eau douce qui, dans la version des chercheurs, était constitué de deux couches de cellules musculaires, une de chaque côté de la nageoire caudale, donc qu’il était possible d’alterner le mouvement de contraction et d’allongement entre les deux côtés. « En exploitant la signalisation mécano-électrique cardiaque entre les deux couches, nous avons recréé le cycle dans lequel chaque contraction entraîne automatiquement une réponse à l’étirement du côté opposé.« , a déclaré Keel Yong Lee, stagiaire postdoctoral à la John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) de Harvard et co-premier auteur de la recherche, dont les résultats ont été publiés dans une étude sur La science et résumé dans une vidéo sur Youtube.
Les images montrent que le poisson artificiel nage de manière autonome, recréant les contractions musculaires d’un cœur. Une découverte qui rapproche les chercheurs du développement d’une pompe musculaire artificielle plus complexe, ainsi que de la fourniture d’une plate-forme qui peut les aider à étudier les maladies cardiaques telles que l’arythmie.
« Notre objectif ultime est de construire un cœur artificiel pour remplacer un cœur malformé chez un enfant – a expliqué Kit Parker, professeur de bio-ingénierie et de physique appliquée au SEAS de Harvard et auteur principal de l’étude. La plupart des travaux de construction des tissus cardiaques se concentrent sur la reproduction des caractéristiques anatomiques ou la reproduction du rythme cardiaque simple dans les tissus modifiés. Mais dans ce nouveau travail, nous nous inspirons de la conception et de la biophysique du cœur, ce qui est quelque chose de plus difficile à faire, donc au lieu d’utiliser l’imagerie cardiaque comme modèle, nous identifions les principes biophysiques clés qui font fonctionner le cœur, en les utilisant comme modèle de critères de conception et de les reproduire dans un système, un poisson nageur, où il est beaucoup plus facile de voir si nous réussissons« .