[English below]
Résumé
Encapsuler des molécules thérapeutiques et des cellules dans des hydrogels et des capsules est une méthode largement répandue pour développer des modes d’administration contrôlée de médicaments, des systèmes hybrides pour l’ingénierie tissulaire, l’immuno-isolation de cellules ou encore des réacteurs vivants pour les usages biotechnologiques. Des stratégies sophistiquées ont été explorées dans notre groupe de recherche pour encapsuler des cellules dans des matrices hiérarchiques sphériques liquéfiées, protégées par une coque multicouche, capable de produire de manière autonome des micro-tissus quasi-humains in vitro. Malgré le potentiel de la technologie proposée, notamment dans le domaine de la médecine régénérative, nous prévoyons de faire face à de nombreuses contraintes juridiques et de marketing avant que ces produits n’arrivent en clinique. Parallèlement, nous développons des systèmes utilisant des matériaux plus susceptibles d’obtenir une autorisation rapide pour une utilisation sur patients ou dans des stratégies ex vivo. Un exemple de préparation des nouveaux hydrogels obtenus à partir de plasma riche en plaquettes sera présenté. Nous montrerons notre capacité à contrôler leurs propriétés mécaniques et comment ces substrats dérivés de l’humain nous offrent un environnement adéquat pour encapsuler différents types de cellules. Nous proposons ces systèmes à des fins de médecine régénérative ainsi que comme matrice pour concevoir des tissus pathologiques, pour une utilisation en tant que modèles de maladies.
Mini Bio
João F. Mano, Docteur en Chimie, Dr.Sc. en Ingénierie Tissulaire, Médecine Régénérative et Cellules Souches, est professeur au Département de Chimie de l’Université d’Aveiro (Portugal). Il est directeur des cycles supérieurs en Biotechnologie à l’Université d’Aveiro. Il est rattaché au laboratoire partenaire CICECO – Institut des Matériaux où il dirige le groupe de recherché COMPASS. Ses recherches actuelles comprennent l’utilisation de biomatériaux et cellules pour le dévelopement de concepts interdisciplinaires visant une utilisation en médecine régénérative et personnalisée. Plus particulièrement, des approches en nano/micro-technologie et en biomimétique ont été appliquées à des biomatériaux et surfaces dérivés de sources naturelles afin d’obtenir des outils biomédicaux aux propriétés structurelles et (multi-)fonctionnelles améliorées, ou afin de produire des microenvironnements pour contrôler l’organisation et les réactions de cellules pendant une thérapie ou l’analyse de composés chimiques.
João F. Mano est l’auteur de 590+ articles dans des publications internationales (20700+ citations, h=72, WoS). Il est membre de plusieurs sociétés scientifiques et comités éditoriaux de journaux internationaux, ainsi qu’éditeur en chef de Materials Today Bio (Elsevier). Il a coordonné ou été impliqué dans de nombreux projets de recherche nationaux et européens, y compris les bourses Preuve-de-Concept et Avancées du European Research Council.
[English version]
Summary
The encapsulation of therapeutic molecules and cells in hydrogels and capsules has been widely used to develop controlled drug delivery devices, hybrid systems for tissue engineering, immune-isolation of cells or living reactors for biotechnological applications. Sophisticated strategies have been explored in our research group to encapsulate cells in spherical liquefied hierarchical matrices, protected by a perselective multi-layered shell, able to produce autonomously human-like micro-tissues in vitro. Despite the potential of the proposed technology, in particular in the regenerative medicine field, we expect to face a variety of regulatory and marketing constraints before these products could reach the clinics. In parallel we are developing systems using materials more prone to get a faster approval to be used in patients or for ex vivo strategies. An example will be shown on the preparation of novel hydrogels obtained from platelet-rich plasma. We showed to be able to control their mechanical properties and that these human-derived substrate offers an adequate environment for encapsulating different types of cells. We propose these systems for regenerative medicine applications and also as matrices to engineer pathological tissues, to be used as models of diseases.
Short biography
João F. Mano, PhD in Chemistry, D.Sc. in Tissue Engineering Regenerative Medicine and Stem Cells, is a full professor at the Department of Chemistry of the University of Aveiro (Portugal). He is the director of both Master and Doctoral Degrees in Biotechnology at the Univ. of Aveiro. He belongs to the associate laboratory CICECO – Aveiro Institute of Materials where he is directing the COMPASS Research Group, and has an appointment of Professor@Lorraine at the University of Lorraine (France). His current research interests include the use of biomaterials and cells towards the development of transdisciplinary concepts especially aimed at being used in regenerative and personalised medicine. In particular, biomimetic and nano/micro-technology approaches have been applied to natural-derived biomaterials and surfaces in order to obtain biomedical devices with improved structural and (multi-)functional properties, or in the engineering of microenvironments to control cell behaviour and organization, to be used in therapies or in drug screening.
João F. Mano is author of 590+ papers in international journals (20700+ citations, h=72, WoS). He has been part of a series of scientific societies and editorial boards of international journals, and is the Editor-in-Chief of Materials Today Bio (Elsevier). He has been coordinating or involved in many national and European research projects, including Advanced and Proof-of-Concept Grants from the European Research Council.