Des chercheurs australiens ont mis au point une nouvelle matière qui pourrait transformer la manière dont les tissus humains sont cultivés en laboratoire et utilisés dans les procédures médicales. Cette découverte pourrait avoir des implications majeures dans la recherche médicale et les procédures médicales.
Trpzip : un hydrogel innovant
Les scientifiques de l’UNSW Sydney ont développé un nouvel hydrogel, nommé Trpzip, qui imite les propriétés des tissus humains naturels. Contrairement aux hydrogels synthétiques existants, Trpzip est bioactif et antimicrobien, favorisant le comportement naturel des cellules et prévenant les infections bactériennes.
Le matériau est auto-cicatrisant, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans l’impression 3D biologique et comme matériau injectable pour la médecine. L’hydrogel a été découvert pendant le confinement de la Covid-19 grâce à des simulations informatiques et offre une alternative éthique aux hydrogels dérivés des animaux.
Les hydrogels : une substance essentielle
Le nouveau matériau appartient à une famille de substances appelées hydrogels, l’essence des substances « molles » de la vie que l’on trouve dans tous les êtres vivants, comme le cartilage chez les animaux et dans des plantes comme les algues. Les propriétés des hydrogels les rendent très utiles dans la recherche biomédicale car ils peuvent imiter les tissus humains, permettant aux cellules de se développer en laboratoire.
Il existe également des hydrogels fabriqués par l’homme qui sont utilisés dans une large gamme de produits allant de l’alimentation et des cosmétiques aux lentilles de contact et aux matériaux absorbants, et plus récemment dans la recherche médicale pour sceller les plaies et remplacer les tissus endommagés.
Une découverte surprenante en période de confinement
Ashley Nguyen, étudiante en doctorat à l’école de chimie de l’UNSW et auteure principale de l’article, a fait cette découverte pendant le confinement de la Covid-19 en utilisant des simulations informatiques. Mme Nguyen cherchait des molécules qui s’auto-assemblent – où elles s’organisent spontanément sans intervention humaine – et a trébuché sur le concept de ‘fermetures éclair de tryptophane’.
Ces chaînes courtes d’acides aminés avec plusieurs tryptophanes agissent comme une fermeture éclair pour favoriser l’auto-assemblage, qui ont été surnommées « Trpzip ». « J’étais excitée d’identifier une séquence de peptides unique en utilisant des simulations informatiques qui pourraient former un hydrogel », ajoute Ashley Nguyen. « Après notre retour au laboratoire, j’ai synthétisé le candidat principal et j’ai été ravie de voir qu’il formait réellement un gel. »
En synthèse
La découverte de cet hydrogel a le potentiel d’être une alternative éthique aux matériaux naturels largement utilisés.
« Les hydrogels naturels sont utilisés partout dans la société – de la transformation des aliments aux cosmétiques – mais nécessitent une récolte à partir d’animaux, ce qui pose des problèmes éthiques », dit-elle. « De plus, les matériaux dérivés des animaux sont problématiques pour une utilisation chez l’homme en raison de la réaction immunitaire négative qui se produit. Avec Trpzip, nous avons un matériau synthétique qui montre non seulement un potentiel dans de nombreux domaines où les matériaux naturels sont actuellement utilisés, mais qui pourrait également les surpasser dans d’autres, comme la recherche clinique. »
La prochaine phase de la recherche vise à explorer les voies commerciales et les partenariats avec l’industrie et les scientifiques cliniques pour tester Trpzip dans la culture de tissus et d’autres applications uniques comme la livraison de cellules souches.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que Trpzip ?
Trpzip est un nouvel hydrogel développé par des chercheurs de l’UNSW Sydney. Il imite les propriétés des tissus humains naturels, est bioactif et antimicrobien, favorisant le comportement naturel des cellules et prévenant les infections bactériennes.
Quels sont les avantages de Trpzip par rapport aux hydrogels existants ?
Contrairement aux hydrogels synthétiques existants, Trpzip est bioactif et antimicrobien. De plus, il est auto-cicatrisant, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans l’impression 3D biologique et comme matériau injectable pour la médecine.
Comment Trpzip a-t-il été découvert ?
Trpzip a été découvert pendant le confinement de la Covid-19 grâce à des simulations informatiques. Les chercheurs cherchaient des molécules qui s’auto-assemblent et ont découvert le concept de ‘fermetures éclair de tryptophane’.
Quels sont les avantages éthiques de Trpzip ?
Trpzip offre une alternative éthique aux hydrogels dérivés des animaux. Les matériaux naturels nécessitent une récolte à partir d’animaux, ce qui pose des problèmes éthiques et peut provoquer une réaction immunitaire négative chez l’homme.
Quelle est la prochaine étape pour Trpzip ?
La prochaine phase de la recherche vise à explorer les voies commerciales et les partenariats avec l’industrie et les scientifiques cliniques pour tester Trpzip dans la culture de tissus et d’autres applications uniques comme la livraison de cellules souches.
Dans un article de recherche publié dans Nature Communications : « Hierarchical assembly of tryptophan zipper peptides into stress-relaxing bioactive hydrogels », des scientifiques de l’UNSW décrivent comment un nouvel hydrogel fabriqué en laboratoire se comporte comme un tissu naturel, avec un certain nombre de qualités surprenantes qui ont des implications pour la médecine, l’alimentation et la technologie de fabrication.
Légende illustration principale : un matériau hydrogel auto-cicatrisant (Crédit : UNSW)
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