Petit à petit, le cartilage fait son nid (de collagène)

En formant au niveau de chaque aimant un agrégat capable de se différencier, puis en les faisant fusionner, on peut former un morceau de cartilage de plusieurs millimètres.

L'étape préalable à notre technique de compaction magnétique est donc de rendre magnétiques les cellules souches. Pour cela, nous leur faisons absorber de minuscules aimants, en l'espèce des nanoparticules d'oxyde de fer formant un ferrofluide. Cette étape se fait naturellement, par un phénomène appelé endocytose, développé par l'ensemble des types cellulaires pour internaliser des molécules ou des particules présentes dans leur environnement. Ainsi emplies de particules magnétiques, les cellules peuvent être attirées par un aimant placé sous la boîte de culture afin de former un tas – disons, de façon plus élégante, un agrégat cellulaire – contenant plusieurs centaines de milliers de cellules. La différenciation peut alors s'opérer, avec l'appui de certaines molécules bien choisies ; la présence de ces aimants à l'intérieur des cellules n'a heureusement pas d'impact quantifiable, même à plus long terme (la différenciation prend tout de même 4 semaines).

Les agrégats, une fois formés, peuvent être manipulés par d'autres attracteurs magnétiques au cours de la chondrogenèse : c'est ainsi que mon équipe est parvenue à obtenir de plus grands amas de cellules souches grâce à la fusion de plusieurs agrégats. Un tel assemblage de cellules ne peut être obtenu directement par centrifugation : en effet, si l'amas initial est trop important, les cellules emprisonnées au cœur du sphéroïde n'ont pas accès aux nutriments ainsi qu'aux molécules induisant la chondrogenèse, et finissent par mourir sans pouvoir se différencier. Par une suite de manipulations, mes collègues ont pu former un "carré" de 16 agrégats, comprenant un total de 4 millions de cellules souches. Et le résultat s'avère concluant : les cellules se différencient et fabriquent une matrice abondante de collagène. Prochaine étape : l'implantation chez un modèle animal, pour vérifier l'innocuité de ce cartilage "vivant", en espérant qu'il parvienne facilement à fusionner avec le tissu déjà présent. Mais cette fois, je ne devrais plus figurer parmi les auteurs, me permettant de recouvrer pleinement ma neutralité journalistique !

Source : D. Fayol et al., Use of Magnetic Forces to Promote Stem Cell Aggregation During Differentiation, and Cartilage Tissue Modeling, Advanced Materials, 22 mars 2013.


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