La création de matériaux vivants artificiels est dans les tuyaux

Dans une étude (lien en anglais) publiée en mai 2024, une équipe de scientifiques chinois a révélé une approche innovante d’impression 3D végétale. Ils ont développé un système où des cellules de tabac se développent sur un support selon un modèle prédéfini. Leur démarche permet de construire des matériaux vivants aux applications multiples.

Imprimer en 3D avec des organismes vivants

Les matériaux vivants suscitent depuis quelques années l’enthousiasme de nombreux laboratoires et équipes de recherche. Ils sont capables de croître, de se réparer et même de réagir à leur environnement. Les organismes vivants utilisés au départ pour produire ces nouveaux matériaux étaient principalement dérivés de bactéries et de champignons, connus pour leur croissance rapide et leurs capacités de formation de biofilms.

Mais les caractéristiques des cellules végétales suscitent l’intérêt des spécialistes. Jusqu’à présent, les quelques tentatives de matériaux à base de cellules végétales avaient des structures assez simples et des fonctionnalités limitées. Les recherches récentes menées en Chine ont abouti à la création de formes complexes contenant des cellules végétales génétiquement modifiées.

Une bio-encre personnalisable

Ils ont développé une encre pour l’impression 3D composée de cellules de tabac, de gélatine et de microparticules d’hydrogel (1) contenant une bactérie couramment utilisée pour transférer des segments d’ADN dans les génomes végétaux : Agrobacterium tumefaciens. Cette bio-encre a ensuite été imprimée en 3D sous différentes formes comme des flocons de neige, des feuilles ou des spirales. L’hydrogel contenu dans les matériaux imprimés est durci à la lumière bleue, ce qui solidifie les structures. Les cellules végétales se développent dans ces agencements et produisent les protéines dictées par l’ADN transféré, ici des protéines fluorescentes vertes ou des pigments végétaux rouges ou jaunes.

La combinaison de la structure de substances non vivantes et du potentiel des cellules végétales permet de multiplier les applications de ces nouveaux matériaux vivants, allant de la construction durable à la biofabrication (comme des tissus ou revêtements créés à partir du vivant). Et la production par ces cellules végétales de molécules ou protéines choisies, grâce à l’ajout d’ADN étranger, ouvre la voie à des matériaux vivants personnalisables.