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Une récente série d’expériences en laboratoire a démontré la capacité de biorobots composés de cellules humaines à s’assembler pour former des ponts favorisant la guérison de tissus nerveux lésés.

Des ponts de « superbots » pour favoriser la guérison

En 2020, Michael Levin et ses collègues de l’université Tufts s’étaient illustrés en créant les premiers xénobots à partir de cellules vivantes de grenouille, avant de démontrer un an plus tard qu’ils pouvaient s’auto-assembler. Pré-publiés sur le serveur bioRxiv, leurs derniers travaux ont impliqué la culture de cellules trachéales humaines (réduisant le risque de rejet par le système immunitaire) pour former des grappes mobiles de cellules appelées anthrobots, d’une largeur de 30 à 500 micromètres.

Ces biorobots sont recouverts de minuscules structures appelées cils, qui agissent comme des rames flexibles pour les propulser à une vitesse pouvant atteindre 50 micromètres par seconde. Une fois formés, ces robots peuvent survivre dans des conditions de laboratoire pendant quatre à six semaines avant de se dégrader.

Lorsque plusieurs arthrobots ont été placés dans un même récipient, l’équipe a constaté que ceux-ci s’agrégeaient pour former des « superbots » plus grands. Afin d’évaluer leur capacité à favoriser la guérison des lésions nerveuses, les scientifiques les ont placés sur différents sites d’un tissu vivant lésé formé de cellules neuronales humaines, de manière à ce qu’ils couvrent toute la largeur de la blessure.

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Les superbots ont formé des ponts reliant les deux côtés de la cicatrice, qui ont permis une repousse substantielle du tissu neuronal en l’espace de 72 heures. Selon Levin, le fait que ce processus de cicatrisation soit intervenu uniquement aux endroits où les superbots avaient été inoculés indique qu’ils ont induit la guérison.

Une restauration complète du tissu neuronal originel

« La caractéristique la plus étonnante des anthrobots à ce jour est leur capacité à induire la cicatrisation neuronale », estiment les auteurs de la nouvelle étude. « La densité observée dans la zone de suture induite par nos robots indiquait une restauration complète du tissu neuronal originel. »

Si les prochaines étapes consisteront à évaluer précisément les bénéfices de ces ponts d’arthrobots par rapport aux échafaudages biologiques ou synthétiques visant à favoriser la guérison des lésions nerveuses, Levin estime que de tels dispositifs pourraient potentiellement être utilisés pour traiter les dommages cellulaires consécutifs à un AVC ou une paralysie.

« Qu’une seule cellule trachéale humaine puisse proliférer et former une colonie pour devenir une machine autopropulsée et fonctionnelle est inattendu », commente Taher Saif de l’université de l’Illinois. « La capacité de cette machine, telle que suggérée et démontrée par les auteurs, est fascinante. »

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