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MÉDECINE RÉGÉNÉRATIVE : Des cellules artificielles qui se comportent mieux que les vraies

Actualité publiée il y a 1 mois 1 semaine 15 heures
Nature Chemistry
Ces travaux vont contribuer à combler progressivement le fossé entre les matériaux synthétiques et tissus vivants (Visuel Adobe Stock 366691797).

Cette équipe de biologistes de l’Université de Caroline du Nord (UNC) à Chapel Hill s’est spécialisée dans la création de cellules artificielles. Ces travaux publiés dans la revue Nature Chemistry, décrivent, pour la première fois, des cellules artificielles qui se comportent comme des cellules vivantes. La recherche documente différentes approches innovantes pour construire ces cellules fonctionnelles, qui vont permettre de combler progressivement le fossé entre les matériaux synthétiques et tissus vivants.

 

Ces recherches sont donc essentielles en médecine régénérative, mais aussi pour le développement de nouveaux systèmes d'administration de médicaments et d'outils de diagnostic plus performants. Les scientifiques utilisent une technologie de programmation peptide-ADN qui induit les peptides, les éléments constitutifs des protéines et le matériel génétique à travailler de concert, pour finalement former un cytosquelette cellulaire.

Manipuler les éléments constitutifs essentiels de la vie

L’étude, menée par Ronit Freeman, chercheur à l'UNC décrit les étapes suivies pour manipuler l'ADN et les protéines afin de créer des cellules artificielles qui ressemblent et agissent comme les cellules du corps. L’objectif est de pouvoir régénérer des tissus techniques ou des tissus sensibles aux changements de leur environnement qui se comportent, comme les tissus du corps, de manière dynamique.

 

Les cellules et les tissus sont constitués de protéines qui s’assemblent pour accomplir des tâches et créer des structures. Les protéines sont essentielles à la formation de la structure d’une cellule, appelée cytosquelette. Sans cytosquelette, la cellule ne peut pas fonctionner. Le cytosquelette permet aussi aux cellules d’être flexibles, tant dans leur forme que dans leur réponse à leur environnement.

 

Sans utiliser de protéines naturelles, l’équipe parvient à construire des cellules artificielles, dotées de cytosquelettes fonctionnels capables de changer de forme et de réagir à leur environnement. Pour parvenir à cet objectif, l’équipe utilise une nouvelle technologie de programmation peptide-ADN qui dirige les peptides, les éléments constitutifs des protéines, et le matériel génétique de manière à ce qu’ils forment, ensemble, un cytosquelette. Les séquences d’ADN ont été reprogrammées pour constituer une structure qui lie les peptides entre eux. Une fois ce matériau programmé placé dans une gouttelette d’eau, les structures prennent forme.

 

Cette capacité de programmer ainsi l’ADN signifie la possibilité, à terme, de créer des cellules capables de remplir des fonctions spécifiques ou capables de répondre de manière positive aux facteurs de stress externes. Si les cellules vivantes sont plus complexes que les cellules synthétiques créées, elles sont également plus imprévisibles et plus sensibles aux environnements hostiles, comme les températures extrêmes. En d’autres termes,

ces cellules artificielles pourraient un jour surpasser les cellules naturelles.

Les chercheurs montrent en effet que :

 

  • les cellules artificielles qu’ils ont ainsi créées sont stables même à température élevée (50 °C) ce qui plus largement ouvre la possibilité de fabriquer des cellules dotées de capacités extraordinaires capables de survivre dans des environnements hostiles normalement impropres à la vie humaine.
  • Les cellules peuvent également être conçues pour remplir une fonction spécifique, puis pour se modifier afin de remplir une nouvelle fonction. De nouvelles capacités qui pourraient révolutionner des domaines comme la biotechnologie et la médecine.

 

Plus largement « cette recherche nous aide à comprendre ce qui fait la vie « , concluent les auteurs.