3D magnetic tissue stretcher

Un étireur magnétique 3D de tissus pour contrôler à distance la différenciation des cellules souches embryonnaires
A 3D magnetic tissue stretcher for remote mechanical control of embryonic stem cell differentiation
Vicard Du, Nathalie Luciani, Sophie Richard, Gaëtan Mary, Cyprien Gay, François Mazuel, Myriam Reffay, Philippe Menasché, Onnik Agbulut and Claire Wilhelm (contacts)
Nat. Comm. 8 400 (2017).
HAL (PDF)
Journal link - DOI 10.1038/s41467-017-00543-2 - BibTeX
Communiqué de presse du CNRS - Press release

Abstract / Résumé

La possibilité de créer une structure de tissu 3D à partir de cellules individuelles puis de le stimuler à loisir est un objectif majeur pour les communautés de biophysique et de médecine régénérative. Nous montrons ici un ensemble intégré de techniques magnétiques qui répondent à ce challenge en utilisant des cellules souches embryonnaires (ESC). Nous avons mesuré l'impact de l'internalisation de nanoparticules magnétiques sur la viabilité, la prolifération, la pluripotence et les profils de différenciation des ESC. Nous avons développé des attracteurs magnétiques capables d'aggéger les cellules à distance en un corps embryoïde 3D. Cette approche pour la formation d'un corps embryoïde n'a pas d'impact détectable sur les chemins de différenciation des ESC, comparativement à la méthode de la goutte pendante. Elle est également à la base du dispositif magnétique final, composé d'attracteurs qui se font face et qui permet de former des corps embryoïdes in situ, puis de les étirer et de les stimuler méchaniquement à loisir. Ces stimulations purement mécanique d'étirement cyclique ont suffi pour orienter la différenciation des ESC sur le chemin du mésoderme cardiaque.

The ability to create a 3D tissue structure from individual cells and then to stimulate it at will is a major goal for both the biophysics and regenerative medicine communities. Here we show an integrated set of magnetic techniques that meet this challenge using embryonic stem cells (ESCs). We assessed the impact of magnetic nanoparticles internalization on ESCs viability, proliferation, pluripotency and differentiation profiles. We developed magnetic attractors capable of aggregating the cells remotely into a 3D embryoid body. This magnetic approach to embryoid body formation has no discernible impact on ESC differentiation pathways, as compared to the hanging drop method. It is also the base of the final magnetic device, composed of opposing magnetic attractors in order to form embryoid bodies in situ, then stretch them, and mechanically stimulate them at will. These stretched and cyclic purely mechanical stimulations were sufficient to drive ESCs differentiation towards the mesodermal cardiac pathway.

Voir aussi / See also

3D magnetic tissue stretcher (Nature Communications, 2017)
Mechanical formalism for tissue dynamics (Eur. Phys. J. E, 2015)
Circumventing self-bending of rod-shaped aggregate (Integr. Biol. 2015)
Cell aggregates from granular to contractile (Soft Matter 2014)

 
publications/2017tissuestretcher.txt · Dernière modification: 2018/02/01 10:16 par cgay
 
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