Contrairement à la plupart des cellules du corps humain, les cellules souches ont la capacité unique de se diviser indéfiniment. Cette propriété unique les rend particulièrement attrayants pour les scientifiques qui explorent les moyens de prolonger la durée de vie humaine ou de développer de nouvelles méthodes pour réparer les tissus endommagés. Les cellules souches pluripotentes ont le potentiel de se différencier en l'un des trois principaux types de tissus : l'endoderme (comme les intestins, l'estomac et les poumons), le mésoderme (comme les muscles, les os et le cœur) et l'ectoderme (comme les nerfs et la peau). ). Cependant, cultiver ces cellules dans des incubateurs et guider leur différenciation vers le type cellulaire souhaité reste un défi majeur. Les progrès dans ce domaine pourraient permettre des progrès significatifs en matière de bio-ingénierie, notamment la possibilité de faire croître artificiellement des organes entiers.
Dans une étude récente publiée dans Laboratoire sur pucedes chercheurs de l'Université d'Osaka ont dévoilé un nouveau dispositif d'imagerie cellulaire compact en incubateur appelé INSPCTOR. Cet appareil permet une surveillance à distance en temps réel de la croissance cellulaire, même dans des incubateurs compacts.
INSPCTOR exploite une technologie d'imagerie sans lentille intégrée à des transistors à couches minces (TFT). Les capteurs d'image TFT absorbent la lumière diffusée traversant les objets et brillant sur un film mince, générant des charges électriques. Chaque capteur TFT a la même taille qu'une lame de verre standard et peut capturer des images de jusqu'à six chambres de culture sur une plaque de culture cellulaire typique à 8 puits. Ainsi, six cultures peuvent être observées indépendamment et plusieurs unités peuvent être gérées simultanément dans un incubateur compact.
L’un des principaux avantages de notre approche est qu’un contrôle qualité efficace des cultures de cellules souches et des processus de production cellulaire peut être facilement mis en œuvre. »
Taishi Kakizuka, Université d'Osaka
Pour démontrer la valeur du système INSPCTOR, les chercheurs l'ont utilisé pour surveiller la transition des cellules épithéliales, stationnaires et étroitement liées, en cellules mésenchymateuses, qui se déplacent plus librement. Cette transformation joue un rôle crucial dans de nombreux processus naturels, tels que le développement embryonnaire et la cicatrisation des plaies. Ils ont démontré que la progression des cellules pouvait être mesurée avec précision en fonction de la lumière atteignant le capteur situé sous la plaque de culture.
Plus impressionnant encore, les chercheurs ont observé la différenciation des cellules souches en cardiomyocytes, qui ont ensuite commencé à battre à l'unisson. L’équipe a enregistré l’effet des médicaments sur le taux de battement des contractions, ainsi que les changements dans la fréquence des battements au fil du temps à mesure que les cellules mûrissaient. « Nous prévoyons que nos travaux contribueront aux progrès de la médecine régénérative et à la découverte de médicaments », a déclaré Takeharu Nagai, l'auteur principal de l'étude. L'avantage d'INSPCTOR par rapport aux appareils actuellement disponibles réside dans sa taille compacte et son potentiel de production de masse rentable.
Le processus de différenciation étant très sensible et susceptible d’échouer dans des conditions incorrectes, il est crucial de vérifier le bon développement. De plus, le processus prend du temps et il est essentiel de détecter rapidement toute erreur. La capacité de surveiller la croissance cellulaire devient de plus en plus importante à mesure que l’automatisation joue un rôle plus important dans la culture cellulaire.