Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program – Ideation Fund

The body responds to injury in several ways. While the healing process begins by replacing damaged tissue with cells of the same type, this phase is typically followed by fibrosis, wherein normal tissues are replaced by connective tissue. The result is overgrowth, hardening, and/or scarring of various tissues, such as lungs, liver, heart, and brain, and is attributed to excessive deposition of collagen. Current histological methods for analyzing the changes happening within the extracellular matrix (ECM) cannot accurately resolve the biochemical and 3D structural composition of specific proteins and components. We will be responsible for assessing the models developed at the NRC using super-resolution optical microscopy techniques as well as transmission electron microscopy (TEM) to assess 3D structural features of ECM molecules. We will be responsible for acquiring such images and develop new image analysis methods to assess how the fibers and fibrils morphology are altered, as well as establish metrics to capture the 3D structure of the bioprinted tissue fibers.

Le corps répond de plusieurs façons aux blessures. Le processus de guérison commence par le remplacement des tissus endommagés par des cellules de même type, mais cette phase est habituellement suivie d’une fibrose au cours de laquelle les tissus normaux sont remplacés par des tissus connectifs. Il en résulte une excroissance, un durcissement et la formation d’une cicatrice sur divers tissus tels que ceux des poumons, du foie, du cœur et du cerveau. Ce processus résulte d’un dépôt excessif de collagène. Les méthodes histologiques actuellement mises en œuvre pour analyser les modifications qui surviennent dans la matrice extracellulaire ne permettent pas de déterminer la composition biochimique et l’arrangement structural en 3D des protéines et autres composants présents. Nous serons responsables de l’évaluation de modèles mis au point à l’aide de techniques de microscopie optique à haute résolution et de la microscopie électronique à transmission (MET) pour l’étude des caractéristiques structurales en 3D des molécules de la matrice extracellulaire. Nous serons chargés de l’acquisition de ces images et du développement de nouvelles méthodes d’analyse de ce type d’images afin de déterminer comment la morphologie des fibres et des fibrilles est altérée. Nous définirons également les paramètres à mesurer pour capturer la structure tridimensionnelle des fibres du tissu bio-imprimé.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators.

À court terme, les résultats prévus sont des collaborations renforcées dans l’ensemble de l’industrie, du milieu universitaire et du gouvernement afin d’appuyer l’excellence en recherche. À moyen terme, les résultats prévus sont le développement de technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs.

The Ideation Fund is intended to encourage, test and validate transformative research ideas generated by teams of NRC scientific personnel and external collaborators with complementary capabilities, acting as a demonstration phase for a continually-evolving suite of research and development (R&D) deliverables at the NRC. The fund supports exploratory research through two mechanisms: the New Beginnings Initiative and the Small Teams Initiative.

Le Fonds d’idéation vise à encourager, à mettre à l’essai et à valider les idées de recherche transformatrice des équipes scientifiques du CNRC et des collaborateurs externes dotés de capacités complémentaires. Il servira ainsi de plateforme de démonstration d’une série de produits livrables en matière de recherche-développement (R-D) en constante évolution au CNRC. Le Fonds appuie la recherche exploratoire au moyen de deux mécanismes : l’Initiative « Nouveaux débuts » et l’Initiative « Petites équipes ».