Tissu cardiaque naturel avec soie d'araignée reproduite - un espoir pour les patients cardiaques

Soie d'araignée et impression 3D pour la production de tissu cardiaque
La soie d'araignée est un matériau naturel extrêmement durable, parfaitement adapté à un usage médical. Différents domaines d'application ont déjà été étudiés dans le passé. Dans une étude récente, des chercheurs des universités de Bayreuth et d'Erlangen en viennent maintenant à la conclusion que, grâce à la soie d'araignée, les cœurs endommagés pourraient être "réparés" avec succès..

Au cours de 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 d'une impression 3D. Selon une annonce de l'université de Bayreuth, les patients victimes d'une crise cardiaque ont de réelles chances de récupérer leur tissu cardiaque endommagé. Les chercheurs ont publié les résultats de leur étude dans la revue "Advanced Functional Materials".

Une protéine de soie d'araignée spéciale des chercheurs en araignée de jardin utilisée pour la production de tissu cardiaque artificiel. (Image: JuergenL / fotolia.com)

Insuffisance cardiaque jusqu'ici incurable
Par exemple, le fonctionnement du cœur peut être altéré de manière irréversible à la suite d’une crise cardiaque surannée. Le résultat est une insuffisance cardiaque. Selon les chercheurs, environ 1,8 million de personnes en Allemagne souffrent d'une telle insuffisance cardiaque (insuffisance cardiaque), due à une perte irréversible de cellules du muscle cardiaque due à une maladie cardiaque. Jusqu'ici, il n'y a aucune thérapie qui puisse inverser de tels dommages aux cellules.

Les protéines de soie d'araignée sont la clé du succès?
L'équipe de recherche dirigée par le professeur Thomas Scheibel (Biofabrication) de l'Université de Bayreuth et professeur Felix Engel (Recherche expérimentale sur le rein et la circulation sanguine) de l'Université Friedrich-Alexander à Erlangen-Nuremberg a étudié dans le cadre de son étude actuelle si la soie d'araignée peut être utilisée pour la production de tissu musculaire cardiaque. La clé de la production de tissu cardiaque artificiel repose sur certaines protéines qui confèrent à la soie sa structure et sa résistance mécanique, les fibroïdes, rapportent les experts.

Soie d'araignée bien adaptée comme matériau de cadre pour le tissu cardiaque
Professeur Engel avait déjà découvert que la soie de la teigne de la soie indienne était particulièrement bien adaptée en tant que matériau d'échafaudage pour la fabrication de tissu cardiaque. Mais jusqu'à présent, il n'a pas été possible de produire la protéine en quantité suffisante et de qualité constante, rapporte l'Université de Bayreuth. Professeur Cependant, selon leurs propres déclarations, Thomas Scheibel et ses collègues ont réussi à produire "une protéine de soie recombinée de l'araignée de jardin en plus grande quantité et avec une qualité toujours élevée". Ensemble, les chercheurs de Bayreuth et d'Erlangen ont poursuivi leurs recherches sur les applications des protéines de la soie croisée..

Production en processus d'impression 3D
La soie d'araignée convient remarquablement comme matériau pour la biotine, avec laquelle des structures de type tissu peuvent être produites en impression tridimensionnelle, rapportent les chercheurs. Les cellules vivantes d'êtres humains ou d'animaux utilisées dans ce cas resteraient généralement fonctionnelles, ce qui ouvre de nombreuses possibilités pour la production de tissus artificiels. Jana Petzold de l'équipe Erlangen et Tamara Aigner du groupe de recherche Bayreuth ont donc exploré plus en détail les possibilités d'utilisation de la protéine de soie eADF4 (κ16) construite en laboratoire pour la production de tissu cardiaque..

Fonction des cellules du muscle cardiaque artificiel
Les scientifiques ont placé un film mince de la protéine de soie sur une lame de verre, après quoi d'autres cellules (cellules du tissu conjonctif ou cellules des vaisseaux sanguins) ont été placées, rapporte l'Université de Bayreuth. La fonction des cellules du muscle cardiaque était particulièrement intéressante. Les chercheurs ont découvert que les facteurs responsables de l'hypertrophie (hypertrophie des cellules du muscle cardiaque, par exemple chez les athlètes ou les femmes enceintes) entraînent également une croissance volumique des cardiomyocytes développés sur le film eADF4 (κ16) étaient. La fonction semble très similaire ici.

À la lumière des résultats de recherche actuels, les chercheurs espéraient pouvoir aider de nombreux patients cardiaques avec la méthode basée sur les protéines de soie artificielles et l’impression 3D. "Le tissu cardiaque actif peut être fabriqué artificiellement très bientôt. La question est maintenant de savoir quand et comment cela se passe dans la clinique ", conclut le professeur Thomas Scheibel. (Fp)