Laurence Vaysse, Laurent Malaquin, Sandrine Souleille, Anaïs Chalard, Juliette Fitremann, Isabelle Loubinoux, Pierre Joseph, Barbara Lonetti, Jean-Christophe Sol, Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Toulouse Neuro Imaging Center (ToNIC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Stéphanie Bosch and Brice Ronsin (confocal microscopy, plateforme d'imagerie CBI-LITC constitutive de TRI (Toulouse Réseau d'Imagerie)), Bruno Payré, Isabelle Fourquaux, Dominique Goudounèche (TEM and cryo-TEM, Centre de Microscopie Electronique Appliquée à la Biologie, CMEAB), Xavier Dollat (LAAS), Delphine Bordignon (IMRCP), Pierre Roblin (SAXS, Fermat Federation, Toulouse), The French National Research Agency (ANR Neuraxe) is greatly acknowledged for A.C grant financial and financial support. The European Union is acknowledged for its financial support for equipment (FEDER-35477: 'Nano-objets pour la biotechnologie')., ANR-15-CE07-0007,NEURAXE,Gels supramoléculaires orientés pour le guidage de cellules souches neurales(2015), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique ( IMRCP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Toulouse Neuro Imaging Center ( ToNIC ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Hôpital Purpan - Centre Hospitalier Universitaire (CHU) de Toulouse-Université Toulouse III - Paul Sabatier, Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant ( LAAS-ELIA ), Service Instrumentation Conception Caractérisation ( LAAS-I2C ), CHU Toulouse [Toulouse], ANR-15-CE07-0007,Neuraxe,Oriented supramolecular gels as a guide for neural stem cells, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hôpital Purpan [Toulouse], and CHU Toulouse [Toulouse]-CHU Toulouse [Toulouse]
This document is the Accepted Manuscript version of a Published Work that appeared in final form in ACS Appl. Mater. Interfaces, copyright ©American Chemical Society after peer review and technical editing by the publisher. To access the final edited and published work see https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b01365.; International audience; In this work, we demonstrated that the hydrogel obtained from a very simple and single synthetic molecule, N-heptyl-galactonamide was a suitable scaffold for the growth of neuronal cells in 3D. We evidenced by confocal microscopy the presence of the cells into the gel up to a depth of around 200 µm, demonstrating that the latter was permissive to cell growth and enabled a true 3D colonization and organization. It also supported successfully the differentiation of adult human neuronal stem cells (hNSCs) into both glial and neuronal cells and the development of a really dense neurofilament network. So the gel appears to be a good candidate for neural tissue regeneration. In contrast with other molecular gels described for cell culture, the molecule can be obtained at the gram scale by a one-step reaction. The resulting gel is very soft, a quality in accordance with the aim of growing neuronal cells, that requires low modulus substrates similar to the brain. But because of its fragility, specific procedures had to be implemented for its preparation and for cell labeling and confocal microscopy observations. Notably, the implementation of a controlled slow cooling of the gel solution was needed to get a very soft but nevertheless cohesive gel. In these conditions, very wide straight and long micrometric fibers were formed, held together by a second network of flexible narrower nanometric fibers. The two kinds of fibers guided the neurite and glial cell growth in a different way. We also underlined the importance of a tiny difference in the molecular structure on the gel performances: parent molecules, differing by a one-carbon increment in the alkyl chain length, N-hexyl-galactonamide and N-octyl-galactonamide, were not as good as N-heptyl-galactonamide. Their differences were analysed in terms of gel fibers morphology, mechanical properties, solubility, chain parity and cell growth.