Un poisson hybride pour faire battre notre cœur

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Ce poisson biohybride nage de façon autonome grace à des cellules cardiaques humaines.

A première vue, l’aquarium ne paye pas de mine. De loin, le petit animal qui navigue à l’intérieur n’éveille pas davantage l’attention. La forme semble un peu sommaire, mais la nature en a vu d’autres. Quant à la taille et les mouvements ondulants de sa nageoire caudale, ils ont tout du poisson-zèbre, un des compagnons préférés des chercheurs, aussi plaisant à observer que précieux à étudier.

Sauf qu’à y regarder de plus près, lui et son aquarium cachent quelques particularités. Côté liquide, un bouillon de culture très étudié, mélange de sucre et de nutriments, « permet de garder des cellules saines et actives », indique Kit Parker, professeur de bio-ingénierie à l’université de Harvard et chercheur au service de cardiologie de l’hôpital pour enfants de Boston. Des cellules pas comme les autres, puisqu’il s’agit de cardiomyocytes humains, tels ceux qui constituent le muscle cardiaque. « En vérité, ce poisson nage comme notre cœur pompe », résume le chercheur.

Vous l’aurez compris : notre héros du jour n’est pas une merveille de l’évolution animale, comme cette chronique a l’habitude de les célébrer. Une méduse et une raie électrique hybrides sont déjà sorties, depuis 2012, du laboratoire de Kit Parker. Tous trois constituent les chaînons successifs d’une révolution humaine en marche, qui vise à « concevoir des cœurs artificiels pour sauver des enfants victimes de pathologies actuellement incurables, explique le scientifique. Et contrairement à ce qui se fait habituellement, nous n’essayons pas de copier le cœur humain, mais de comprendre et reproduire ses principes biophysiques ».

Nageoire aux allures de sandwich

Ce « biorobot » nageur, dernier-né de la ménagerie locale, s’attaque à un gros morceau, ce qui lui vaut les honneurs de la revue Science. Comme un cœur capable de battre par lui-même, il nage de façon autonome, sans autre source d’énergie que l’alimentation cellulaire. Pour cela, les chercheurs ont conçu une nageoire caudale aux allures de sandwich avec, au centre, de la gélatine, entourée de deux couches d’un papier particulier, soigneusement taillé au laser. Et, à l’extérieur, le fameux tissu musculaire composé de cellules cardiaques. L’équipe y a adjoint un nœud de stimulation, autonome lui aussi, capable d’autoréguler le rythme de la nage.

Car c’est bien là que réside l’exploit : « Fabriquer un tissu vivant qui par lui-même imprime et contrôle son rythme », souligne Sung-Jin Park, un des auteurs de l’article, ingénieur biomédical à l’université Emory d’Atlanta. Le secret réside dans les deux couches de cellules musculaires : quand l’une se contracte, l’autre s’étend, ouvrant du même coup un canal ionique. L’arrivée de particules chargées conduit alors la seconde couche à se contracter, en détendant la première. Et ainsi de suite. Le « nœud de stimulation », sorte de pacemaker composé de tissu biologique, évite tout emballement.

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