Des réseaux neuronaux créés en laboratoire grâce à la bio-impression 3D : une étude révolutionnaire

L'un des domaines de recherche les plus innovants est sans aucun doute celui des neurosciences, en particulier pour son rôle dans le développement de traitements pour des affections telles que la maladie d'Alzheimer et la dépression. Pendant longtemps, les scientifiques ont tenté de reproduire en laboratoire l'environnement complexe du cerveau, sans succès. Cependant, une récente étude semble avoir fait un grand pas en avant grâce à l'impression 3D de tissus biologiques, une technologie qui a permis de créer des réseaux neuronaux en trois dimensions. Voyons ce que cela signifie et quelle est l'importance de cette recherche pour les neurosciences.

Qu'est-ce que la bio-impression 3D et comment fonctionne-t-elle ?

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La bio-impression 3D est en bref une technique d'impression tridimensionnelle particulière qui implique des cellules vivantes, et que les chercheurs ont utilisée pour tenter de reproduire en laboratoire les structures neuronales. À la base de l'étude menée par l'Université de Monash en Australie se trouve le concept d'encre biologique, une composante essentielle de la bio-impression 3D. L'encre biologique est en fait une substance contenant des cellules en suspension dans de l'hydrogel, qui seront ensuite utilisées pour construire des structures tridimensionnelles.

Travailler avec des neurones, même lorsqu'ils sont en suspension dans de l'hydrogel, représente un défi important. Par conséquent, l'encre biologique doit avoir des propriétés physiques et chimiques qui permettent non seulement l'impression, mais aussi le maintien de la structure en trois dimensions. En outre, comme le signalent les chercheurs, il doit :

• être suffisamment doux pour ne pas endommager les cellules ;
• permettre l'interaction avec les cellules ;
• avoir un faible module élastique, en d'autres termes, il doit être souple et pas trop rigide.

En développant une encre biologique qui répond à ces exigences, les chercheurs ont réussi à créer des réseaux neuronaux en trois dimensions qui imitent le comportement des cellules nerveuses humaines.

Réseaux neuronaux imprimés en trois dimensions : quels sont les avantages ?

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En plus de représenter une avancée potentiellement révolutionnaire dans la recherche en neurosciences, les réseaux neuronaux 3D imprimés avec de l'encre biologique offrent également plusieurs avantages :

• Étude des maladies neurologiques. Cette technologie permet d'étudier efficacement les maladies qui affectent la transmission neuronale, telles que la maladie d'Alzheimer et la sclérose en plaques. La capacité à reproduire fidèlement les réseaux neuronaux est en effet essentielle pour comprendre ces conditions.
• Médecine personnalisée. Il serait possible de reproduire les réseaux neuronaux de chaque patient, aboutissant au développement de traitements spécifiques pour chaque individu.
• Développement de nouveaux médicaments. Les réseaux neuronaux obtenus avec l'impression 3D de tissus biologiques peuvent servir d'outils précieux dans le développement et les tests de nouveaux médicaments pour les affections liées au système nerveux.
• Applications en bioélectronique. La nouvelle technologie pourrait permettre de créer des dispositifs médicaux implantables plus efficaces, ainsi que des interfaces cerveau-ordinateur avancées.

Les prochaines étapes de la recherche sur les réseaux neuronaux obtenus grâce à la bio-impression 3D consisteront à étendre et à complexifier les structures nerveuses. De cette manière, il sera possible de reproduire non seulement les réseaux, mais aussi les fonctions de différentes parties du cerveau humain. Bien sûr, le projet en est encore à ses débuts, mais il est déjà possible d'entrevoir les applications potentielles dans le monde réel.

Pas seulement des réseaux neuronaux : la bio-impression de la peau humaine

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En outre, la recherche sur les réseaux neuronaux 3D n'est pas la seule à concerner la bio-impression 3D de parties du corps humain à des fins médicales. En particulier, les chercheurs de l'Université Miguel Hernandez de Elche ont mené une étude sur la bio-impression 3D de la peau humaine. Celle-ci s'est concentrée sur la relation entre la peau et le système nerveux, dans le but de comprendre les processus moléculaires liés aux affections sensorielles, telles que le psoriasis. La peau imprimée en 3D représente ainsi un modèle qui permet de mieux comprendre les maladies cutanées, de développer des thérapies plus efficaces et, d'un point de vue éthique, de réduire les tests sur les animaux. En somme, l'innovation ouvre de nouvelles perspectives pour la science et la médecine : la bio-impression 3D de tissus biologiques en est une, et nous en entendrons parler davantage à l'avenir.