Systèmes actifs molles de cellule-mimétiques – MIMESYS

Les microrobots bioinspirés sont le prélude à une grande avancée des technologies biomédicales. Cependant, la fabrication de prototypes de la taille et de la complexité des cellules présente des complications. Les colloïdes actifs sont un paradigme expérimental pour réaliser des microrobots grace à leur capacité à s'autopropulser et à effectuer des tâches simples, mais ils ne rendent pas des unités autonomes en raison de leurs géométries et matériaux limités. À l'inverse, les cellules artificielles effectuent des processus autorégulés qui rappellent leurs homologues biologiques, mais ne sont pas capables de se déplacer. La création d'unités autonomes mimétiques des cellules, combinant mouvement et fonctionnalité, offre des énormes possibilités pour la création de microrobots bioinspirés. Cependant, l'identification des modèles et éléments minimales reste un défi ouvert. L'objectif de MIMESYS est de fournir un assemblage unique combinant des matériaux synthétiques et biologiques dans un microdispositif mobile et autonome. Cet objectif sera atteint en encapsulant des colloïdes actifs fonctionnalisés par des enzymes à l'intérieur de vésicules lipidiques géantes (GUV) dans une architecture minimale mimétique des cellules. Ce projet fournit un modèle expérimental avec des signaux chimiques comme voie de régulation du comportement. Les particules enzymatiques servent de récepteur/émetteur de signaux chimiques régulant le mouvement, la dynamique de groupe et la fonctionnalité; et la GUV agit comme un conteneur adaptatif et perméable. Ces unités navigueront efficacement dans des scénarios complexes, communiqueront et effectueront des tâches simples de façon autonome. MIMESYS s'attaquera aux limites actuelles, et permettra de comprendre les précurseurs pour concevoir des modèles de cellules mobiles artificielles. Le résultat de ce projet ANR JCJC servira de référence pour de futures approches plus complexes, combinant les domaines de biologie synthétique et matière actif.