D'une simple pression sur un interrupteur : façonner les cellules avec de la lumière
Le potentiel thérapeutique de cette recherche est immense
Imaginez que vous allumiez une lumière et que vous puissiez comprendre et contrôler la dynamique interne d'une cellule. C'est ce qu'a réalisé le groupe Dimova : en éclairant des répliques de cellules avec des lumières de différentes couleurs, ils ont modifié les interactions entre les éléments cellulaires. Le contrôle de ces interactions complexes nous permet de délivrer des médicaments spécifiques directement dans les cellules. D'une simple pression sur un interrupteur, nous pourrions ajuster ou même inverser cette administration, ce qui pourrait révolutionner le traitement des cellules d'une manière intelligente, précise et non invasive.
Mina Aleksanyan et Agustin Mangiarotti enregistrent la réponse membranaire au microscope confocal.
© Max Planck Institute of Colloids and Interfaces
Les cellules sont les éléments constitutifs de notre corps et sont organisées en composants plus petits, chacun ayant une fonction spécialisée. La plupart de ces composants sont enveloppés d'une membrane protectrice composée de graisses. Tous, à l'exception des condensats biomoléculaires. Ces minuscules gouttelettes dynamiques préparent la cellule à une réponse rapide au stress en rassemblant et en organisant les molécules de réparation (entre autres fonctions). Rumiana Dimova et son équipe de l'Institut Max Planck des colloïdes et interfaces étudient les nombreuses et complexes façons dont les condensats interagissent avec les membranes et comment ils influencent mutuellement leur forme et leur structure. Dans leurs derniers travaux, les chercheurs se sont concentrés sur le processus d'endocytose. C'est ainsi qu'une cellule enveloppe sa membrane extérieure autour de nutriments ou d'agents pathogènes pour les "manger".
Les chercheurs ont conçu leurs propres versions simplifiées de cellules, appelées vésicules géantes, pour simuler les processus cellulaires et les analyser au microscope. Ils ont introduit des graisses qui réagissent à la lumière ("lipides photosensibles"). Dimova et son équipe ont observé comment les membranes se comportaient lorsqu'elles étaient exposées à des lumières de différentes couleurs : elles changeaient de taille et déclenchaient diverses interactions avec les condensats.
Lorsque nous faisons briller une lumière ultraviolette sur une membrane, celle-ci grandit et "avale" les condensats", explique Agustín Mangiarotti. "Nous pouvons également inverser le processus en passant à la lumière bleue, ajoute Mina Aleksanyan, de sorte que la membrane se rétrécit et expulse les condensats. Ce phénomène est clairement visible dans la vidéo capturée à l'aide d'un microscope à fluorescence.
Le potentiel thérapeutique de cette recherche est immense. L'utilisation combinée des vésicules géantes et de la lumière pourrait représenter un traitement médical non invasif pour contrôler la dynamique cellulaire.
Voici pourquoi. La lumière est peu coûteuse et durable. Et comme les vésicules géantes sont synthétiques (fabriquées en laboratoire), les scientifiques peuvent les utiliser pour sonder plusieurs dynamiques sans avoir recours à la culture de cellules d'organismes vivants. Et ce n'est pas tout. Les vésicules géantes sont biomimétiques, c'est-à-dire qu'elles sont construites à partir de molécules présentes dans le corps humain, comme les graisses et les protéines. Elles sont comme de minuscules capsules qui peuvent transporter des médicaments et fusionner organiquement avec les cellules.
"Nous savons maintenant qu'en modulant la lumière, nous pouvons contrôler la façon dont les vésicules façonnent l'environnement interne d'une cellule, ce qui pourrait aider à traiter les troubles cellulaires. C'est comme si nous pouvions sculpter une cellule de l'intérieur en appuyant sur un interrupteur", conclut M. Dimova.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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