Manipulation des Destins des Cellules Souches : Les Rôles Maîtres et Multifacettes des Indices Biophysiques des Biomatériaux

Résumé En raison de leur capacité d'auto-renouvellement et de différenciation, les cellules souches sont favorables à la réparation des tissus endommagés, ce qui en fait une source prometteuse de cellules semences pour l'ingénierie tissulaire. Le microenvironnement extracellulaire (MEC) est sous contrôle mécanique dynamique, ce qui est étroitement lié aux comportements des cellules souches. Lors de la conception et de la fabrication de biomatériaux pour la médecine régénérative, les propriétés physico-chimiques du MEC naturel doivent être étroitement imitées, ce qui peut renforcer le choix de lignée des cellules souches et l'ingénierie tissulaire. En reproduisant les stimulations biophysiques auxquelles les cellules souches peuvent être exposées in vivo, de nombreuses études ont souligné le rôle clé des indices biophysiques dans la régulation du destin cellulaire. L'optimisation des facteurs biophysiques conduit à des fonctions souhaitables des cellules souches, ce qui peut maximiser l'efficacité du traitement régénératif. Dans cette revue, les principaux indices biophysiques des biomatériaux, y compris la rigidité, la topographie, la force mécanique et les champs physiques externes, sont résumés, et leur influence individuelle et synergique sur le comportement des cellules souches est discutée. Par la suite, les progrès actuels en régénération des tissus utilisant des biomatériaux sont présentés, ce qui dirige la conception et la fabrication de biomatériaux fonctionnels. Les mécanismes par lesquels les indices biophysiques activent les réponses cellulaires sont également analysés. Enfin, les défis en recherche fondamentale ainsi que pour la traduction clinique dans ce domaine sont discutés.