Greffe de peau biohybride : une fenêtre fluorescente pour la surveillance de la santé interne

Greffe de peau biohybride : une fenêtre fluorescente pour la surveillance de la santé interne

Les appareils de santé portables tels que les montres intelligentes sont désormais monnaie courante et permettent une surveillance continue des signaux physiologiques à la surface de la peau. Récemment, une équipe de recherche japonaise a développé une approche biohybride qui agit à l’intérieur du corps, transformant la peau artificielle en un indicateur visible des états biologiques internes.

Un groupe de recherche commun dirigé par l'Université de la ville de Tokyo et l'Université de Tokyo, en collaboration avec RIKEN et Canon Medical Systems Co., a présenté unaffichage du capteur vivant: une greffe de peau artificielle qui répond à certains biomarqueurs, tels que : B. inflammation, fluorescente. Signalé dansCommunication naturelleLe système utilise la régénération naturelle de la peau du corps pour prendre en charge la surveillance à long terme des biomarqueurs, fournit un affichage visuel sans prélèvement sanguin après l'implantation et permet une évaluation intuitive par observation.

Plus que superficiel

La surveillance des biomarqueurs internes – des protéines qui indiquent une inflammation, un stress ou une maladie – repose généralement sur des échantillons de sang ou des capteurs externes qui ne fonctionnent que pendant des périodes de temps limitées.

« Les approches conventionnelles sont souvent invasives ou ne fournissent que des instantanés du temps », a déclaré le professeur émérite Hiroyuki Fujita de l'Université de la ville de Tokyo (professeur émérite de l'Université de Tokyo). "Notre objectif était de rechercher un système biologiquement intégré permettant une perception continue et une interprétation intuitive, même à la maison."

Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé des cellules souches épidermiques, qui nourrissent et renouvellent naturellement la peau tout au long de sa vie. En modifiant génétiquement ces cellules pour qu'elles répondent aux signaux inflammatoires, en particulier à l'activation de la voie NF-κB, l'équipe a créé des tissus cutanés qui ont augmenté l'expression de la protéine fluorescente verte (EGFP) en réponse aux signaux inflammatoires.

Si le capteur fait partie du corps

Une fois transplantée chez la souris, la peau manipulée est greffée et fonctionnellement intégrée dans le tissu hôte. Lorsque l’inflammation était induite, la zone transplantée émettait une fluorescence verte et convertissait les signaux moléculaires internes en un signal optique externe.

Puisque le capteur est constitué de cellules souches épidermiques vivantes, il est entretenu par le métabolisme cellulaire naturel de la peau.

Contrairement aux appareils traditionnels qui nécessitent des sources d’énergie ou un remplacement régulier, ce système est entretenu biologiquement par le corps lui-même. Dans nos expériences, la fonctionnalité du capteur a été maintenue pendant plus de 200 jours alors que les cellules souches manipulées régénéraient continuellement l’épiderme.

Professeur Shoji Takeuchi, Université de Tokyo

Vers une surveillance visible et à long terme des biomarqueurs

Cette étude démontre une preuve de concept pour une détection biologiquement intégrée à long terme sans piles, sans câblage ou fonctionnement actif de l'utilisateur. Bien que ces travaux se soient concentrés sur la signalisation inflammatoire, la stratégie sous-jacente est adaptable. En modifiant les cibles moléculaires, des constructions cutanées de conception similaire pourraient être développées et répondre à différents signaux physiologiques ou métaboliques.

Les chercheurs notent que cette technologie pourrait avoir des applications au-delà de la santé humaine, notamment dans la recherche animale et la médecine vétérinaire, où des indicateurs visuels de l'état de santé peuvent faciliter la détection précoce d'une maladie chez les animaux incapables de communiquer leurs symptômes.

Bien que ces travaux en soient encore à leurs premiers stades précliniques, ils proposent une approche biologique pour relier les tissus vivants aux fonctions de détection et brouillent la frontière entre les systèmes biologiques et les dispositifs techniques.

Sources :