Les tissus et les organes du corps humain commencent à se former dans l'utérus et peuvent continuer à se développer tout au long de l'enfance. À l'âge adulte, cependant, la plupart des instructions moléculaires utilisées pour guider la croissance et le développement ont disparu, de sorte que certains tissus, tels que les nerfs, ne peuvent pas guérir après une blessure ou une maladie.
Certains chercheurs espèrent surmonter ce problème en transformant des cellules adultes et en aidant à établir de nouvelles connexions entre elles. Des chercheurs de la Nature de l'Université de Californie à San Francisco (UCSF) ont conçu des cellules contenant des molécules d'adhésion personnalisées qui peuvent se lier à des cellules partenaires spécifiques de manière précise et prévisible pour former une collection multicellulaire complexe.
Selon Wendell Lim, l'auteur correspondant de l'article et directeur du Cell Design Institute de l'Université de Californie à San Francisco, ces cellules sont comme une "colle cellulaire", où les chercheurs peuvent contrôler les cellules avec lesquelles elles interagissent et contrôler la nature de l'interaction. "Cela ouvre la porte à la construction de nouvelles structures, telles que des tissus et des organes."
Différents tissus du corps humain ont des propriétés différentes, qui dépendent principalement de la manière dont les cellules se lient dans les différents tissus, et la différence la plus intuitive comprend l'étanchéité des cellules qui se lient. Par exemple, dans les organes solides tels que les poumons ou le foie, de nombreuses cellules se lient étroitement. Mais dans le système immunitaire, les cellules sont moins liées, ce qui leur permettra de circuler dans les vaisseaux sanguins ou entre les cellules serrées telles que la peau ou les tissus organiques pour atteindre l'agent pathogène ou la plaie.
L'auteur principal de l'article, Adam Stevens, chercheur à l'UCSF Cell Design Institute, a déclaré : « Nous concevons des moyens de contrôler différents tissus cellulaires, qui sont cruciaux pour synthétiser toutes sortes de tissus spéciaux. » Pour cela, ils ont pensé de molécules d'adhésion.
Les molécules d'adhésion cellulaire sont répandues dans les organismes multicellulaires, capables de combiner des billions de cellules dans des modèles hautement organisés pour former divers types de structures spécifiques, créer des circuits neuronaux et diriger les cellules immunitaires vers des cibles. Les molécules d'adhésion facilitent également la communication entre les cellules et jouent un rôle clé dans plusieurs classes de processus, tels que le développement des tissus, le trafic des cellules immunitaires et le système nerveux.
Pour obtenir un contrôle précis de la liaison cellulaire, les chercheurs ont développé des molécules synthétiques d'adhésion cellulaire (synCAM). Chaque molécule contient deux parties. La première partie agit comme un récepteur cellulaire externe utilisé pour déterminer avec quelles cellules il va interagir. La deuxième partie est à l'intérieur de la cellule et est utilisée pour réguler la force de la formation de la liaison. Ces deux parties peuvent être mélangées et appariées de manière modulaire pour créer une série de molécules d'adhésion cellulaire synthétiques personnalisées (synCAM) qui leur permettent de combiner différentes classes de cellules de différentes manières.
Selon les chercheurs, ces molécules personnalisées produisent des interactions intercellulaires avec des propriétés d'adhésion similaires aux interactions naturelles. Cette boîte à outils de molécules d'adhésion permet la programmation et l'assemblage rationnels de nouvelles structures multicellulaires, et même le remodelage systématique des tissus naturels.
De plus, puisque l'adhésion cellulaire est l'un des rôles clés dans l'évolution des animaux et d'autres organismes multicellulaires, ces molécules d'adhésion personnalisées peuvent fournir plus d'informations sur les changements de développement des organismes unicellulaires aux organismes multicellulaires et générer de nouvelles informations sur les processus évolutifs de différentes classes. des interfaces intercellulaires.
"Il est passionnant que les chercheurs puissent en savoir plus sur le processus de formation et de construction du corps", a déclaré Stevens. "Nos travaux révèlent un outil moléculaire d'adhésion flexible où nous pourrons guider l'assemblage des cellules dans divers types de tissus et d'organes." C'est l'un des objectifs à long terme de la médecine régénérative.
