Ces chercheurs de l’Université Pohang of Science & Technology (POSTECH) se sont inspirés de l’anémone de mer et de sa capacité mécanique à accroître ou réduire la longueur et la largeur de son corps avec un multiplicateur de 10. Cette observation les a incités à étudier la protéine responsable de cette souplesse mécanique et durable pour créer un nouvel hydrogel, aux propriétés significativement plus fortes et plus rigides que celles du collagène, de la gélatine et de l’élastine, largement exploités comme matériaux de base des hydrogels. Une avancée, déjà en cours de test, exploitée dans différentes applications biomédicales, pour des biomatériaux contenant des cellules, des greffons bio-artificiels, et des dispositifs de pansement pour la prise en charge des brûlures.
Les hydrogels sont un maillage 3D composé de polymère hydrophile ce qui leur confère la capacité d’absorber 10 à 1.000 fois leur poids en eau. Au-delà de cette capacité d’absorption, les hydrogels ont une bonne flexibilité et sont un bon support d'apport de nutriments aux cellules. Ces avantages permettent de développer, à partir des hydrogels, de la peau bio-artificielle ou des dispositifs de pansement.
Une protéine très spéciale chez l’anémone de mer : l’équipe a inséré l'ADN de l’anémone de mer dans des bactéries E coli car ces bactéries se développent très rapidement et vont produire un plus grand nombre de protéines que l'anémone de mer elle-même. Les chercheurs ont obtenu une protéine recombinante nommée « anéroine », composée d'acides aminés, dont la tyrosine (un acide aminé qui contribue à des structures durables dans la nature). La solution d’anéroine a enfin été transformée en un hydrogel.
L’hydrogel d’anéroine, des propriétés mécaniques remarquables : mécaniquement, cet hydrogel à base d’anéroine présente des propriétés significativement plus fortes que les hydrogels à base de collagène, de gélatine et d'élastine. Et, sur un plan biologique, l'hydrogel fournit un environnement idéal pour la croissance cellulaire. Les chercheurs montrent que des cellules de mammifères peuvent tout à fait se diviser et se multiplier à l'intérieur de l'hydrogel avec une taille et une morphologie normales. De plus, l’hydrogel se montre résistant aux pressions mécaniques et apte à être utilisé dans diverses applications biomédicales, en particulier pour des biomatériaux cellulaires, des correctifs, des greffons bio-artificiels et des pansements spécifiques à la prise en charge des brûlures.
Source: Biomacromolecules November 5, 2015 DOI: 10.1021/acs.biomac.5b01130 Mechanically Durable and Biologically Favorable Protein Hydrogel Based on Elastic Silklike Protein Derived from Sea Anemone
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