Des nerfs humains cultivés en 3D égalent les signaux sensoriels

Les électrodes sont petites, mais la question est vaste : une boîte contenant des cellules nerveuses humaines peut-elle reproduire la manière dont un nerf vivant transmet un signal ? À Rice University et ETH Zurich, des chercheurs ont cultivé des neurones sensoriels d’origine humaine dans un hydrogel souple, ajouté des cellules de Schwann qui produisent la gaine protectrice de myéline autour des fibres nerveuses, puis enregistré les réseaux en temps réel. La nouvelle plateforme a produit des signaux avec des vitesses de conduction comparables à celles des nerfs sensoriels humains.

Le système, appelé hydroMEA, réunit trois éléments : des cellules d’origine humaine, un hydrogel en trois dimensions et une matrice multiélectrode haute densité de Maxwell Biosystems. Des canaux microfluidiques guident les cellules pendant leur croissance, tandis que les électrodes mesurent l’activité électrique. Contrairement au plastique conventionnel utilisé pour les cultures de tissus, l’hydrogel est souple et riche en eau, et sa rigidité peut être ajustée pour mieux imiter les tissus nerveux.

Les chercheurs ont maintenu les neurones en vie pendant plus de 100 jours. L’imagerie a confirmé que de la myéline s’était formée autour des axones — les longues fibres qui transportent les signaux nerveux — et les enregistrements électriques ont fourni le deuxième test crucial : les signaux se propageaient plus vite lorsque les neurones étaient cultivés avec des cellules de Schwann. Les mesures proviennent du système de laboratoire décrit par l’équipe dans Advanced Healthcare Materials.

Qu’est-ce que cela change en pratique ? Les scientifiques pourraient utiliser hydroMEA pour observer l’évolution d’une lésion nerveuse sans s’appuyer uniquement sur une image statique. L’équipe explique qu’elle peut exposer les réseaux à des traumatismes ou à des toxines, suivre les changements qui en résultent dans la signalisation électrique et tester des médicaments ou une stimulation électrique visant à prévenir la démyélinisation ou à favoriser la remyélinisation.

La prochaine expérience ne sera pas un essai clinique. Christina Tringides, professeure adjointe de science des matériaux et de nanoingénierie à Rice et autrice correspondante de l’étude, a déclaré que les chercheurs voulaient endommager délibérément la myéline dans les réseaux, puis étudier leur récupération. La plateforme peut également être adaptée pour modéliser le cerveau, mais il reste à établir si les résultats obtenus avec ce système cultivé en laboratoire se transposent à des patients vivants.