Les chercheurs ont créé des cellules artificielles capables d’ingérer, de traiter et d’expulser de la matière
Cela pourrait ressembler au début d’une histoire de Frankenstein, mais des scientifiques de l’université de New York (NYU) et de l’université de Chicago ont mis au point des cellules artificielles faites de matière non biologique qui imitent les fonctions de base des cellules vivantes.
Il fut un temps où les cellules étaient considérées comme des gouttes microscopiques de gelée vivante, aussi simples que possible. Aujourd’hui, la science a révélé que chaque cellule est un laboratoire chimique organique d’une complexité époustouflante, fonctionnant selon des algorithmes codés sur des brins d’ADN.
Recréer en laboratoire quelque chose qui ressemble à la plus simple des cellules est encore une utopie, mais les scientifiques essaient depuis des décennies d’imiter les fonctions cellulaires les plus élémentaires en raison du grand nombre d’applications potentielles.
La fonction la plus fondamentale des cellules biologiques consiste à recueillir de l’énergie sous forme de molécules comme le glucose dans l’environnement qui les entoure et à utiliser cette énergie pour pomper des molécules comme les acides aminés à l’intérieur et à l’extérieur d’elles-mêmes afin de se maintenir, de croître et de se reproduire.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont cherché à imiter la fonction de transport actif sans essayer de reproduire les mécanismes complexes utilisés par les cellules. Les cellules vivantes possèdent des membranes complexes, avec des canaux protéiques et des mécanismes de pompage alimentés par les mitochondries et l’adénosine triphosphate (ATP), qui permettent aux cellules de pomper des molécules sélectionnées à travers la membrane, même si cela implique de travailler contre des pressions osmotiques dues à des différences de concentrations ioniques.
L’équipe a donc choisi de créer des bulles de la taille d’un globule rouge à partir de polymères et de les percer pour laisser passer les particules, imitant ainsi le canal protéique d’une cellule. À la place des mitochondries, l’imitation cellulaire comportait un petit bout de catalyseur activé par la lumière à l’intérieur du canal. L’éclairage du catalyseur déclenche une réaction chimique qui agit comme une pompe pour faire passer la matière dans le canal, tandis que l’extinction de la lumière piège la matière à l’intérieur et inverse la réaction, expulsant la matière à la demande.
Plus simplement, ce mécanisme permet à la cellule de mimer l’ingestion, le stockage, le traitement et l’expulsion de la matière comme une cellule vivante.
Selon l’équipe, l’imitation cellulaire, qui peut être fabriquée en grandes quantités, peut potentiellement être utilisée pour purifier l’eau en ingérant des polluants microscopiques et des bactéries comme E. coli. En outre, il pourrait être possible de charger les cellules de médicaments et de les libérer sur commande.
L’étape suivante consistera à imiter d’autres fonctions et à trouver des moyens pour que les imitations de cellules puissent communiquer entre elles.
https://www.nyu.edu/about/news-publications/news/2021/september/artificial-cells.html
