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Tissu cardiaque naturel reproduit avec de la soie d'araignée - l'espoir pour les patients cardiaques


Soie d'araignée et impression 3D pour la production de tissus cardiaques
La soie d'araignée est un matériau naturel extrêmement résistant qui convient parfaitement à une utilisation à des fins médicales. Divers domaines d'application ont déjà été examinés ici dans le passé. Dans une étude en cours, des chercheurs des universités de Bayreuth et Erlangen arrivent maintenant à la conclusion que les araignées endommagées pourraient être «réparées» avec succès à l'avenir grâce à la soie d'araignée.

Dans leurs expériences, les scientifiques ont jeté les bases de la production artificielle de tissu cardiaque à l'aide d'une protéine de soie d'araignée spéciale et de l'impression 3D. Les patients souffrant de crise cardiaque auront bientôt une réelle chance de récupérer leur tissu cardiaque endommagé, selon l'Université de Bayreuth. Les chercheurs ont publié les résultats de leur étude dans le magazine spécialisé «Advanced Functional Materials».

Insuffisance cardiaque jusqu'à présent incurable
Par exemple, le cœur peut être altéré de manière irréversible après une crise cardiaque survivante. Le résultat est un cœur faible. Environ 1,8 million de personnes en Allemagne souffrent d'une telle insuffisance cardiaque (insuffisance cardiaque), qui est due à une perte irréversible de cellules musculaires cardiaques due à une maladie cardiaque, rapportent les chercheurs, citant les chiffres de la Fondation allemande du cœur. Jusqu'à présent, aucune thérapie ne peut inverser ces dommages aux cellules.

Les protéines de soie d'araignée, la clé du succès?
L'équipe de recherche dirigée par le professeur Dr. Thomas Scheibel (biofabrication) de l'Université de Bayreuth et le professeur Dr. Felix Engel (Recherche expérimentale sur les reins et la circulation) de l'Université Friedrich-Alexander Erlangen-Nuremberg a étudié dans son étude actuelle si la soie d'araignée pouvait être utilisée pour produire du tissu musculaire cardiaque. La clé de la production de tissu cardiaque artificiel réside dans certaines protéines qui confèrent à la soie sa structure et sa résistance mécanique, les soi-disant fibroines, rapportent les experts.

La soie d'araignée est bien adaptée comme matériau d'échafaudage pour le tissu cardiaque
Professeur Dr. Engel avait déjà découvert que la soie de la fileuse de soie indienne convient particulièrement comme matériau d'échafaudage pour la production de tissus cardiaques. Mais jusqu'à présent, il n'a pas été possible de produire la protéine en quantité suffisante et en qualité constante, rapporte l'Université de Bayreuth. Professeur Dr. Selon Thomas Scheibel et ses collègues, cependant, "ils ont réussi à produire une protéine de soie recombinée à partir d'araignées de jardin en plus grande quantité et avec une qualité constamment élevée." Ensemble, les chercheurs de Bayreuth et d'Erlangen ont donc continué à étudier les utilisations possibles des protéines de la soie d'araignée croisée.

Fabriqué à l'aide de l'impression 3D
La soie d'araignée est un excellent matériau pour ce que l'on appelle la bio-encre, avec laquelle des structures ressemblant à des tissus peuvent être produites en impression tridimensionnelle, rapportent les chercheurs. Les cellules vivantes des humains ou des animaux utilisées resteraient généralement fonctionnelles, ce qui ouvre un large éventail de possibilités dans la production de tissus artificiels. Jana Petzold de l'équipe d'Erlangen et Tamara Aigner du groupe de travail de Bayreuth ont donc étudié plus en détail comment la protéine de soie eADF4 (κ16) construite en laboratoire peut être utilisée pour produire du tissu cardiaque.

Fonction des cellules artificielles du muscle cardiaque
Les scientifiques ont appliqué une fine pellicule de protéine de soie sur une lame de verre, sur laquelle d'autres cellules (cellules du tissu conjonctif ou cellules de vaisseaux sanguins) ont été placées, rapporte l'Université de Bayreuth. La fonction des cellules du muscle cardiaque était particulièrement intéressante. Dans le cadre de la recherche, les chercheurs ont constaté que les facteurs responsables de l'hypertrophie (hypertrophie des cellules musculaires cardiaques, par exemple chez les athlètes ou les femmes enceintes) conduisent également à une croissance volumique des cellules musculaires cardiaques cultivées sur le film eADF4 (κ16). étaient. La fonction semble très similaire ici.

Au vu des résultats actuels de l'examen, les chercheurs espéraient que la méthode basée sur des protéines de soie artificielle et l'impression 3D pourrait aider de nombreux patients cardiaques. «Le tissu cardiaque qui fonctionne peut très bientôt être fabriqué artificiellement. La question est maintenant de savoir quand et comment cela arrivera à la clinique », conclut le professeur Thomas Scheibel. (fp)

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