Au plus profond de nos yeux, les photorécepteurs rétiniens orchestrent une symphonie complexe de signaux chimiques pour nous permettre de voir. Ce mécanisme a inspiré un groupe de chercheurs deUniversité de Bâle et dell 'Université de Groningue pour créer quelque chose d'extraordinaire : des cellules synthétiques capables de communiquer entre elles comme le font les cellules naturelles. C'est une découverte qui pourrait changer notre façon de penser la médecine régénérative.
Le triomphe de la communication artificielle
Une équipe dirigée par l'enseignant Cornelia Palivan et le prix Nobel Ben Feringa a créé un système de protocellules qui reproduit le fonctionnement des photorécepteurs rétiniens. Comme indiqué dans le magazine Matériaux avancés, ces minuscules conteneurs en polymère ont été équipés de nanocomposants et de biomolécules spécifiques.
Le système est constitué de deux types de cellules synthétiques : les « émettrices », sensibles à la lumière, et les « réceptrices ». Cette architecture constitue une étape importante dans le domaine de la biologie synthétique : ces cellules répondent aux stimuli environnementaux tout comme le feraient leurs homologues naturelles.
Comment fonctionnent les cellules synthétiques
À l’intérieur des cellules émettrices se trouvent des nanoconteneurs (essentiellement organites artificiels) équipés de membranes contenant des molécules spéciales sensibles à la lumière appelées « moteurs moléculaires ». Une seule impulsion lumineuse suffit pour déclencher la communication.
Lorsque la lumière atteint la cellule émettrice, ces moteurs moléculaires ouvrent les nanoconteneurs, libérant ainsi leur contenu. La substance libérée traverse ensuite la membrane de la cellule émettrice et atteint la cellule réceptrice.
Dans la cellule réceptrice, une enzyme convertit cette substance en signal fluorescent, confirmant qu'une communication a bien eu lieu entre les deux cellules.
Le rôle du calcium dans la modulation
Les ions calcium jouent un rôle fondamental dans ce système, tout comme dans les photorécepteurs naturels de la rétine. Dans nos yeux, ces ions aident à atténuer la transmission des stimuli, nous permettant ainsi de nous adapter à une lumière vive.
Les chercheurs ont reproduit cette fonctionnalité en concevant les organites artificiels des cellules réceptrices pour répondre aux ions calcium, modulant ainsi l'intensité du signal fluorescent. Cette capacité de contrôle temporel et spatial représente une nouveauté absolue dans le domaine.
Cellules synthétiques, perspectives d'avenir
La recherche ouvre la voie à des développements passionnants. La possibilité de créer des réseaux de communication entre cellules synthétiques et naturelles pourrait révolutionner le traitement de diverses pathologies. Les applications pourraient aller de la médecine régénérative à la création de tissus hybrides, combinant des éléments naturels et synthétiques. Le professeur Palivan souligne à quel point il ne s’agit là que de la pointe de l’iceberg.
La prochaine étape consistera à développer des systèmes de communication encore plus complexes, nous rapprochant toujours plus de la complexité des systèmes biologiques naturels. La route est longue (la nature frise la perfection), mais des trésors peuvent aussi être découverts tout au long du chemin.
