Un nouveau « vaisseau sanguin sur puce » transparent pourrait réduire les tests sur les animaux

Les chercheurs ont développé un « vaisseau sanguin sur puce » pour les maladies cardiaques, susceptible de changer l’avenir des tests et du développement de médicaments. La technologie pourrait également réduire notre dépendance à l’égard des tests sur les animaux.

L’équipe de l’Université de Sydney a réussi à créer une micropuce transparente avec le potentiel de réduire les tests de nouveaux médicaments pour traiter les maladies cardiaques sur les animaux avant de procéder aux essais cliniques.

Ce dispositif innovant imite les lésions vasculaires causées par un flux sanguin élevé et une inflammation, la première étape qui conduit au développement d’une maladie cardiaque. La conception offre une compréhension plus précise et détaillée de la manière dont et pourquoi des blocages se produisent à des endroits spécifiques des vaisseaux sanguins. Le développement de cette technologie a été publié dans deux articles de revues.

“Il s’agit d’un développement incroyable car nous avons tiré parti du fait que ces micropuces étaient fabriquées à partir d’un matériau transparent, et nous avons imité les conditions de l’artère coronaire, qui irrigue le muscle cardiaque, et les avons photographiées avec un microscope pour cartographier les zones cellulaires. des dommages qui étaient similaires aux emplacements des blocages chez les patients souffrant de maladies cardiaques”, explique le professeur agrégé Anna Waterhouse du Centre Charles Perkins et du Sydney Nano Institute.

« Si nous utilisons un modèle animal, nous ne sommes pas en mesure de voir des changements à ce niveau de détail dans un organisme vivant, car on ne peut pas voir à travers les vaisseaux. »

Responsables de plus de 18 millions de décès par an, les maladies cardiovasculaires constituent la première cause de mortalité dans le monde et un problème majeur de santé publique.

La première étude, publiée dans Matériaux fonctionnels avancés et dirigé par le professeur associé Waterhouse, également de l’École des sciences médicales, Faculté de médecine et de santé, décrit le développement du « vaisseau sanguin sur puce ».

Un vaisseau sanguin sur puce est un petit appareil dans lequel sont gravés de minuscules canaux dans lesquels les cellules humaines peuvent se développer, imitant la structure et la fonction des vaisseaux sanguins humains, ce qui aide les scientifiques et les médecins à effectuer des tests rapidement et avec très peu de liquide.

Bien que les souris et d’autres animaux présentent des similitudes avec la biologie humaine, le vaisseau sur puce utilise de véritables cellules humaines et offre un contrôle plus facile à gérer et plus rentable en laboratoire.

“Des innovations comme celle-ci dans le domaine de la technologie des organes sur puce sont cruciales et pourraient bénéficier à des millions de personnes dans le monde, en permettant un développement de médicaments plus rapide et plus rentable sans dépendre des tests sur les animaux”, déclare le professeur agrégé Waterhouse.

Dans une deuxième étude, ils ont fait équipe avec la professeure Marcela Bilek de l’École de génie biomédical et de l’École de physique.

Cette étude, publiée dans Technologies des matériaux avancés et codirigé par le professeur Bilek et le professeur Waterhouse, a développé une nouvelle approche de modification de surface plus efficace qui améliore les matériaux à partir desquels les micropuces actuelles sont fabriquées, les rendant plus adaptées à la fixation des protéines et des cellules par rapport aux matériaux traditionnels.

Le professeur Bilek, également de la Drug Discovery Initiative, du Sydney Nano Institute et du Charles Perkins Center, a déclaré : « Notre invention révolutionne le domaine des micropuces, offrant de meilleures propriétés de surface dans la puce par rapport aux appareils traditionnels.

“Nous avons rendu le processus de développement d’une micropuce plus efficace sans compromettre les résultats, dans le but de réduire le besoin d’expérimentation animale.

« La nouvelle méthode est plus efficace pour lier plus étroitement le revêtement de surface et pour lier les biomolécules sur lesquelles les cellules peuvent se développer, ce qui est essentiel pour imiter le flux sanguin à travers les dispositifs. »

Les chercheurs espèrent que les résultats des deux études permettront d’utiliser la puce électronique développée dans le domaine biomédical pour modéliser des organes et des maladies humaines. Cela permettrait de mieux comprendre la biologie humaine et les résultats du dépistage de médicaments.

« Nous souhaitons approfondir nos recherches en testant des dispositifs qui simulent des interactions complexes au sein des organes humains, nous permettant de reproduire des stades de maladies plus avancés, tels qu’une maladie cardiaque grave ou un cancer avancé », a déclaré le professeur associé Waterhouse.

Les équipes travaillent actuellement à incorporer des types supplémentaires de cellules vasculaires pour mieux imiter les vaisseaux humains et à ajouter des graisses pour imiter l’accumulation de cholestérol dans les cellules des vaisseaux sanguins, qui constitue la prochaine étape des maladies cardiaques.

Ils développent également la technique brevetée de modification de surface pour l’appliquer aux capteurs et aux diagnostics.