La Saint-Valentin de la science : un nouveau hydrogel promet de réparer les cœurs brisés

Heart Protection Concept Art

Des chercheurs ont développé un nouveau hydrogel qui imite les tissus humains pour soigner les dommages cardiaques et améliorer la personnalisation du traitement du cancer. Cette innovation promet de faire avancer la médecine régénérative et les thérapies personnalisées, marquant une contribution significative à l’innovation en matière de santé.

Des scientifiques développent un gel dérivé de la pâte de bois pour réparer les tissus cardiaques endommagés et améliorer les traitements du cancer.

Vous pouvez réparer un cœur brisé ce jour de la Saint-Valentin maintenant que des chercheurs ont inventé un nouvel hydrogel qui peut être utilisé pour soigner les tissus cardiaques endommagés et améliorer les traitements du cancer.

La chercheuse en génie chimique de l’Université de Waterloo, Mme Elisabeth Prince, s’est associée à des chercheurs de l’Université de Toronto et de l’Université Duke pour concevoir le matériau synthétique fabriqué à partir de nanocristaux de cellulose, dérivés de la pâte de bois. Le matériau est conçu pour reproduire les nanostructures fibreuses et les propriétés des tissus humains, recréant ainsi ses propriétés biomécaniques uniques.

Avancées dans le traitement personnalisé du cancer

«Le cancer est une maladie diverse et deux patients atteints du même type de cancer répondront souvent de manière très différente au même traitement», a déclaré la chercheuse Elisabeth Prince. «Les organoïdes de tumeurs sont essentiellement une version miniaturisée de la tumeur d’un patient individuel qui peut être utilisée pour des tests de médicaments, ce qui pourrait permettre aux chercheurs de développer des thérapies personnalisées pour un patient spécifique.»

En tant que directrice du Prince Polymer Materials Lab, la chercheuse Prince conçoit des hydrogels biomimétiques synthétiques pour des applications biomédicales. Les hydrogels ont une architecture nanofibreuse avec de grands pores pour le transport des éléments nutritifs et des déchets, ce qui affecte les propriétés mécaniques et l’interaction cellulaire.

La professeure Elisabeth Prince, du département de génie chimique de Waterloo, a utilisé ces hydrogels biomimétiques des tissus humains pour favoriser la croissance de répliques de tumeurs à petite échelle dérivées de tissus tumoraux donnés.

Elle vise à tester l’efficacité des traitements contre le cancer sur les mini-organismes de tumeurs avant d’administrer le traitement aux patients, ce qui permettrait éventuellement des thérapies contre le cancer personnalisées. Cette recherche a été menée aux côtés du professeur David Cescon au Princess Margaret Cancer Center.

Découvertes en matière de régénération tissulaire

Le groupe de recherche du professeur Prince à Waterloo développe des hydrogels biomimétiques similaires qui peuvent être injectés pour la délivrance de médicaments et les applications médicales régénératrices alors que les chercheurs de Waterloo continuent de mener l’innovation en matière de santé au Canada.

Ses recherches visent à utiliser un matériau hydrogel filamenteux injectable pour faire repousser les tissus cardiaques endommagés après une crise cardiaque. Elle a utilisé des nanofibres comme échafaudage pour la repousse et la guérison des tissus cardiaques endommagés.

«Nous développons les travaux que j’ai commencés pendant mon doctorat pour concevoir des hydrogels biomimétiques des tissus humains qui peuvent être injectés dans le corps humain pour administrer des traitements thérapeutiques et réparer les dommages causés au cœur lorsqu’un patient subit une crise cardiaque », a déclaré la chercheuse Prince.

Les recherches de la chercheuse Prince sont uniques, car la plupart des gels actuellement utilisés en ingénierie tissulaire ou en culture cellulaire 3D ne possèdent pas cette architecture nanofibreuse. Le groupe de la chercheuse Prince utilise des nanoparticules et des polymères comme éléments constitutifs des matériaux et développe des techniques de nanostructures qui imitent précisément les tissus humains.

La prochaine étape dans les recherches de la chercheuse Prince consiste à utiliser des nanoparticules conductrices pour fabriquer des gels nanofibreux conducteurs d’électricité qui pourraient être utilisés pour guérir les tissus cardiaques et musculaires squelettiques.

Référence: «Nanocolloïde hydrogel mime la structure et les propriétés mécaniques non linéaires des réseaux fibreux biologiques» par Elisabeth Prince, Sofia Morozova, Zhengkun Chen, Vahid Adibnia, Ilya Yakavets, Sergey Panyukov, Michael Rubinstein et Eugenia Kumacheva, 13 décembre 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2220755120