Une nouvelle étude de l'Université de Caroline du Nord (États-Unis) démontre une manière reproductible d'étudier la communication cellulaire entre différents types de cellules végétales en "bioprintant" ces cellules à l'aide d'une imprimante 3D. Portail News.ncsu.edu.
Étudier comment les cellules végétales interagissent entre elles et avec leur environnement est essentiel pour une meilleure compréhension des fonctions des cellules végétales et peut conduire à de meilleures variétés de cultures.
Des chercheurs impriment des cellules végétales modèles Arabidopsis thaliana et le soja, non seulement pour étudier si les cellules végétales survivent à la bio-impression - et pendant combien de temps - mais aussi pour comprendre comment elles acquièrent et changent leur identité et leur fonction.
Le processus de bioimpression 3D pour les cellules végétales est mécaniquement similaire à l'utilisation d'encre d'impression ou de plastique, avec quelques modifications nécessaires.
Au lieu de l'encre d'impression 3D, les scientifiques utilisent une « encre biologique », ou des cellules végétales vivantes. Les mécanismes des deux processus sont les mêmes, à l'exception de quelques différences notables pour les cellules végétales : un filtre ultraviolet utilisé pour maintenir la stérilité et plusieurs têtes d'impression pour imprimer simultanément à partir de différents biomatériaux.
Des cellules végétales vivantes sans parois cellulaires, ou protoplastes, ont été bio-imprimées avec des nutriments, des hormones de croissance et un agent épaississant appelé agarose, un composé à base d'algues. L'agarose aide à renforcer les cellules.
L'étude a montré que plus de la moitié des cellules bioimprimées en 3D étaient viables et divisées au fil du temps pour former de petites colonies.
Les chercheurs ont également bio-imprimé des cellules individuelles pour voir si elles pouvaient se régénérer ou se diviser et se multiplier. Les résultats ont montré que les cellules des racines et des pousses Arabidopsis ont besoin de différentes combinaisons de nutriments pour une vitalité optimale.
Pendant ce temps, plus de 40% des cellules embryonnaires individuelles de soja sont restées viables deux semaines après la bio-impression et se sont également divisées au fil du temps pour former des microcellules.
La bio-impression 3D peut être utile pour étudier la régénération cellulaire chez les plantes cultivées.
Cellules racine Arabidopsis et les cellules embryonnaires de soja sont connues pour leurs taux de prolifération élevés et leur absence d'identifications fixes. En d'autres termes, comme les cellules souches animales ou humaines, ces cellules peuvent devenir différents types de cellules.
Les cellules bio-imprimées peuvent prendre l'identité des cellules souches ; ils se divisent, se développent et expriment des gènes spécifiques.
Cette étude démontre le potentiel puissant de l'utilisation de la bio-impression 3D pour identifier les composés optimaux nécessaires pour maintenir la viabilité et la communication des cellules végétales dans un environnement contrôlé.
Recherche publiée dans la revue Science Advances.