Des chercheurs allemands exploitent ici une protéine plasmatique présente dans le sang pour mettre au point une nouvelle méthode de fabrication d’échafaudages tissulaires cicatrisants. Un nouveau dispositif qui peut être attaché ou détaché d'une surface, que ce soit pour des études in vitro sur des tissus en laboratoire, ou pour des applications directes sur la plaie. Ce dispositif très innovant, documenté dans la revue Biofabrication, pourrait s'avérer extrêmement utile pour la cicatrisation des plaies et le génie tissulaire.
Cette protéine, le fibrinogène est très prometteur pour l'ingénierie tissulaire. Il s’agit d’une protéine sanguine naturelle, qui contient des sites de liaison essentiels facilitant l'adhésion des cellules. Les chercheurs décrivent ici une nouvelle technique de biofabrication pour préparer des « échafaudages » de fibrinogène nanofibreux tridimensionnels. Pour la première fois, des scientifiques sont en capacité de fabriquer à la demande des échafaudages en fibrinogène, autonomes, en adaptant le matériau sous-jacent au substrat et en ajoutant une procédure de fixation et de lavage après l'assemblage des fibres. Ils démontrent par microscopie électronique que le processus de fibrillogenèse aboutit à des fibres de 100 à 300 nm, ressemblant ainsi aux fibres natives de fibrine et de protéine de matrice extracellulaire (ECM). En ajustant la concentration en sel, ils apportent la preuve de concept de la préparation d’échafaudages en fibrinogène dont les dimensions globales se situent dans la plage des centimètres et l’épaisseur entre 3 à 5 µm.
L’auteur principal, le professeur Dorothea Brüggemann, de l’Université de Brême, explique ces travaux : « La protéine fibrinogène que nous utilisons est une glycoprotéine extracellulaire présente dans le plasma sanguin. Elle joue un rôle majeur dans la cicatrisation des plaies en s’assemblant dans un réseau de matrice extracellulaire (ECM) qui contribue à l’épidermisation et à la fermeture de la plaie ».
L’objectif, conserver les propriétés natives du fibrinogène : En raison de ses différentes interactions moléculaires, le fibrinogène est souvent transformé en échafaudages fibreux pour des applications de culture cellulaire et d’ingénierie tissulaire in vitro. Cependant, les méthodes existantes utilisent des solvants organiques, des champs électriques élevés ou une réaction enzymatique, qui modifient les structures moléculaires ou les fonctions protéiques natives du fibrinogène. Pour résoudre ce problème, l'équipe a recherché un moyen simple et contrôlable de réaliser des échafaudages en 3D tout en conservant les propriétés du fibrinogène. Le nouveau processus de biofabrication permet en effet de l’assembler en trames tridimensionnelles denses sans recourir à des tensions élevées, à des solvants ou des enzymes : Il est contrôlé simplement en ajustant la concentration en fibrinogène et en sel, et la gamme de pH.
Les dimensions des échafaudages ont atteint des diamètres allant de quelques centimètres à une épaisseur de plusieurs micromètres. De 100 à 300 nm, les diamètres des fibres auto-assemblées se situent dans la gamme des fibres de fibrine présentes dans les caillots sanguins.
Bref, c’est une nouvelle classe de nanofibres de fibrinogène à potentiel élevé pour de nombreuses applications biomédicales, que ce soit pour constituer une plate-forme in vitro précieuse pour le test de médicaments, ou pour la cicatrisation directe des plaies, in vivo.
Prochaine étape : étudier l'interaction entre les fibroblastes et les kératinocytes et ces nouveaux dispositifs de fibrinogène.
Source : Biofabrication March, 2019 Fabrication of 3D-nanofibrous fibrinogen scaffolds using salt-induced self assembly
