Tout ces couplages entre mécanique électronique et biologique font quand même froid dans le dos...
C’est la création d’une équipe de l’Université de l’Illinois. Une minuscule structure souple recouverte de cardiomyocytes a été capable d’avancer grâce aux mouvements de contraction naturelle des cellules.
UN RECTANGLE SOUPLE de sept millimètres sur deux appuyé sur un pied, qui avance tout seul. C’est la machine biologique, ou bio-bot, fabriquée par une équipe de l’université de l’Illinois, à Urbana Champaign, rassemblant des chercheurs en nanotechnologies, en bio-ingénierie, en ingénierie informatique et électrique, en sciences mécaniques et en biologie moléculaire.
La structure de base a été créée par impression 3D. Il s’agit d’un rectangle d’hydrogel, appelé PEGDA, projeté en couches successives. Ce matériau souple a été choisi « pour imiter l’élasticité du muscle cardiaque du rat », indique l’étude, publiée en ligne dans les comptes-rendus scientifique de Nature. La surface de l’objet a ensuite été recouverte d’une couche de protéines de matrice extracellulaire qui a permis de fixer les cellules cardiaques. Ces dernières ont été extraites de cœurs de rats nouveaux-nés.
Les chercheurs ont laissé en culture les cardiomyocytes quelques jours, afin que celles-ci grossissent et se synchronisent au point d’observer spontanément un mouvement de contraction-rétraction. Du coup, la structure de polymère a commencé à s’incurver, entraînée par les mouvements des cellules.
Les chercheurs américains ont fabriqué cinq bio-bot de ce type basés sur des structures d’hydrogel d’épaisseurs différentes. Le but était de comparer les incurvations obtenues et analyser le phénomène.
L’expérience a alors permis d’identifier quelles courbures pouvaient se prêter à un mouvement de locomotion. La machine-rat peut en effet se déplacer tout seul grâce au rythme de contraction de la couche de cellules. La vitesse la plus rapide constatée est de un millimètre toutes les quatre secondes.
L’enjeu ? Utiliser en ingénierie la force des cellules en la combinant non pas à des matériaux rigides mais à des matériaux souples. Le dispositif pourrait également servir aux analyses chimiques (notamment pour tester des médicaments) : en altérant des cellules ou en les faisant réagir à des stimuli extérieurs, on peut étudier les conséquences sur le comportement du bio-bot.
Arnaud Devillard
Source : Sciences & Avenir
Information complémentaire :
Crashdebug.fr : Le tissu cyborg est fait de cellules à moitié vivantes et à demi électroniques
