Ingénierie tissulaire

L'ingénierie tissulaire et la médecine régénérative sont des domaines interdisciplinaires visant à développer des substituts biologiques destinés à restaurer, maintenir ou améliorer la fonction des tissus, ou à remplacer des tissus malades ou endommagés. L'ingénierie tissulaire permet de fabriquer aussi bien des tissus durs (par exemple, les os ou le cartilage) que des tissus mous (par exemple, la peau ou les valves cardiovasculaires). Les cellules, les matrices de soutien et les signaux stimulant la croissance constituent les trois éléments clés de la conception de substituts tissulaires. Alors que l’ingénierie tissulaire cultive les tissus in vitro, la médecine régénérative combine l’ingénierie tissulaire à d’autres stratégies, notamment la thérapie cellulaire, la thérapie génique et l’immunomodulation, afin d’induire une régénération tissulaire in vivo. Des constructions tissulaires biomimétiques sont également développées en tant que modèles in vitro pour le criblage de médicaments et la modélisation de maladies.
L’ingénierie tissulaire consiste à cultiver de nouveaux tissus en laboratoire en combinant des supports, des cellules tissulaires natives et des molécules bioactives afin de reproduire les processus biologiques de l’organisme.
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Les supports tissulaires reproduisent les fonctions de la matrice extracellulaire (MEC) présentes dans les tissus naturels. Ils offrent aux cellules un environnement structurel et physique leur permettant de se développer, de migrer et de répondre à des signaux ; ils confèrent des propriétés mécaniques au tissu ainsi formé ; et ils fournissent aux cellules qui y résident des signaux bioactifs permettant de réguler leur activité.
Trois grandes approches ont été développées pour mettre au point des échafaudages tissulaires imitant les fonctions de la MEC native :
- L'ensemencement de cellules sur des échafaudages poreux préfabriqués à partir de biomatériaux dégradables, notamment la MEC décellularisée issue de tissus allogéniques et xénogéniques, des polymères naturels, des biovitrages et des polymères synthétiques
- L’ingénierie des feuilles cellulaires, qui consiste à ensemencer des cellules sur des boîtes de culture recouvertes d’un polymère thermosensible, puis à détacher la feuille de polymère une fois que les cellules sont devenues confluentes
- L’encapsulation des cellules dans une matrice d’hydrogel composée de polymères naturels ou synthétiques, tels que les bio-encres, dans le cadre de la bio-impression 3D
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