Pour la première fois, des ingénieurs ont présenté un dispositif électronique permettant de surveiller de près les cellules cardiaques en train de battre sans affecter leur comportement. Une collaboration entre l’Université de Tokyo, l’Université de médecine pour femmes de Tokyo et le RIKEN au Japon a permis de produire un échantillon fonctionnel de cellules cardiaques avec un capteur doux en nanomesh en contact direct avec le tissu. Ce dispositif pourrait faciliter l’étude d’autres cellules, organes et médicaments. Il ouvre également la voie à de futurs dispositifs médicaux intégrés.
“Lorsque les chercheurs étudient les cardiomyocytes en action, ils les cultivent sur des boîtes de Pétri rigides et fixent des sondes de capteur rigides. Celles-ci empêchent les cellules de se déplacer naturellement pendant le passage de l’échantillon. Les observations ne reflètent donc pas bien la réalité”, a déclaré Sunghoon Lee, chercheur au sein du Professor Takao Someya’s group de l’University of Tokyo. “Notre capteur nanomesh permet aux chercheurs d’étudier les cardiomyocytes et d’autres cultures cellulaires de manière plus fidèle à leur nature. L’essentiel est d’utiliser le capteur en conjonction avec un substrat souple, ou base, pour que les cellules se développent. ”
Lee a placé le capteur nanomesh au-dessus d’une culture cellulaire de cardiomyocytes dérivés de cellules souches humaines dans un processus complexe, impliquant l’enlèvement et l’ajout de milieu liquide aux moments appropriés. Il était important d’orienter correctement le nanomesh.
“Le capteur en mailles fines est difficile à placer parfaitement. Cela reflète le toucher délicat nécessaire pour le fabriquer“, a poursuivi Lee. “Les fils de polyuréthane à la base du capteur sont 10 fois plus fins qu’un cheveu humain ”
Pour fabriquer les capteurs, un processus appelé électrofilage (electrospinning) consiste à extruder des brins de polyuréthane ultrafins dans une feuille plate, de la même manière que certaines imprimantes 3D courantes. Cette feuille en forme de toile d’araignée est ensuite enduite de parylène, un type de plastique, pour le renforcer. Le parylène de certaines sections du treillis est éliminé par gravure sèche au pochoir. De l’or est ensuite appliqué à ces zones pour fabriquer les sondes de capteur et les fils conducteurs. Du parylène supplémentaire isole les sondes de sorte que leurs signaux n’interfèrent pas les uns avec les autres.
Avec trois sondes, le capteur lit la tension présente à trois endroits. Grâce aux multiples sondes, les chercheurs peuvent voir la propagation des signaux, qui résultent et déclenchent le battement des cellules. Ces signaux sont connus comme potentiel d’action ou de champ et sont extrêmement importants pour évaluer l’effet des médicaments sur le cœur.
Source: https://www.u-tokyo.ac.jp/ – 01/01/19