Une équipe de recherche de l’UCF a conçu des tissus avec des cellules humaines que les moustiques aiment piquer et se nourrir – ; dans le but d’aider à lutter contre les maladies mortelles transmises par les insectes piqueurs.
Une équipe multidisciplinaire dirigée par le chercheur biomédical du Collège de médecine Bradley Jay Willenberg avec Mollie Jewett (UCF Burnett School of Biomedical Sciences) et Andrew Dickerson (Université du Tennessee) a doublé des biomatériaux de gel capillaire 3D avec des cellules humaines pour créer des tissus modifiés puis infusés avec du sang .
Les tests ont montré que les moustiques piquent facilement et se nourrissent de sang sur les constructions. Les scientifiques espèrent utiliser cette nouvelle plate-forme pour étudier comment les agents pathogènes transportés par les moustiques impactent et infectent les cellules et les tissus humains. Actuellement, les chercheurs s’appuient largement sur des modèles animaux et des cellules cultivées sur des plats plats pour de telles enquêtes.
En outre, le nouveau système est très prometteur pour les espèces de moustiques se nourrissant de sang qui se sont avérées difficiles à élever et à maintenir en colonies en laboratoire, une application pratique importante. Les travaux de l’équipe Willenberg ont été publiés vendredi dans la revue Insectes.
Les moustiques ont souvent été qualifiés d’animaux les plus meurtriers au monde, car les maladies à transmission vectorielle, y compris celles causées par les moustiques, causent plus de 700 000 décès dans le monde chaque année. Le paludisme, la dengue, le virus Zika et le virus du Nil occidental sont tous transmis par les moustiques. Même pour ceux qui survivent à ces maladies, beaucoup souffrent de défaillance d’organes, de convulsions et de graves séquelles neurologiques.
De nombreuses personnes contractent chaque année des maladies transmises par les moustiques, y compris aux États-Unis. Le bilan de ces maladies peut être particulièrement dévastateur pour de nombreux pays à travers le monde. »
Bradley Jay Willenberg, chercheur biomédical, faculté de médecine, université de Floride centrale
Cet impact mondial des maladies transmises par les moustiques est ce qui motive Willenberg, dont le laboratoire utilise un mélange unique d’ingénierie biomédicale, de biomatériaux, d’ingénierie tissulaire, de nanotechnologie et de biologie vectorielle pour développer des outils innovants de surveillance, de contrôle et de recherche des moustiques. Il a dit qu’il espère adapter sa nouvelle plate-forme pour une application à d’autres vecteurs tels que les tiques, qui propagent la maladie de Lyme.
« Nous avons démontré la preuve de concept initiale avec ce prototype », dit-il. « Je pense qu’il existe de nombreuses façons potentielles d’utiliser cette technologie. »
Capturé sur vidéo, Willenberg a observé avec enthousiasme des moustiques se nourrissant de sang à partir du tissu modifié, tout comme ils le feraient d’un hôte humain. Cette démonstration représente la réalisation d’une étape critique pour la technologie : s’assurer que les constructions tissulaires étaient appétissantes pour les moustiques.
« Comme l’un de mes mentors me l’a dit il y a longtemps, l’objectif des médecins et des chercheurs biomédicaux est d’aider à réduire la souffrance humaine », dit-il. « Donc, si nous pouvons fournir quelque chose qui nous aide à en savoir plus sur les moustiques, à intervenir contre les maladies et, d’une certaine manière, à éloigner les moustiques des gens, je pense que c’est positif. »
Willenberg a eu l’idée de tissus modifiés lorsqu’il a appris que les National Institutes of Health (NIH) recherchaient de nouveaux modèles 3D in vitro qui pourraient aider à étudier les agents pathogènes transportés par les moustiques et autres arthropodes piqueurs.
« Quand j’ai lu que le NIH recherchait ces modèles, cela m’a fait penser qu’il y avait peut-être un moyen d’amener les moustiques à piquer et à se nourrir de sang. [on the 3D models] directement », dit-il. « Ensuite, je peux faire venir le moustique pour effectuer la livraison naturelle et créer un modèle complet d’interface vecteur-hôte-pathogène pour l’étudier tous ensemble.
Comme cette plate-forme en est encore à ses débuts, Willenberg souhaite incorporer d’autres types de cellules pour rapprocher le système de la peau humaine. Il développe également des collaborations avec des experts qui étudient les agents pathogènes et travaillent avec des vecteurs infectés, et travaille avec des organisations de lutte contre les moustiques pour voir comment elles peuvent utiliser la technologie.
« J’ai une vision particulière de cette plate-forme et je la recherche. Mon expérience aussi est que d’autres bonnes idées et directions de recherche fleuriront lorsqu’elles tomberont entre les mains d’autres », dit-il. « En fin de compte, les idées et les efforts collectifs des différentes communautés de recherche propulsent un système comme le nôtre à son plein potentiel. Donc, si nous pouvons leur fournir des outils pour permettre leur travail, tout en faisant avancer le nôtre en même temps , c’est vraiment excitant. »
Willenberg a obtenu son doctorat. en génie biomédical de l’Université de Floride et y a poursuivi sa formation postdoctorale, puis dans des postes de scientifique, de scientifique auxiliaire et de chargé de cours. Il a rejoint l’UCF College of Medicine en 2014, où il est actuellement professeur adjoint de médecine.
