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Cellules artificielles - fiction ou réalité?

Cellules artificielles - fiction ou réalité?



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À quoi ressemble une cellule eucaryote moyenne? Très grossièrement expliqué, il s'agit d'une solution aqueuse de composés chimiques organiques (appelés cytoplasme) encapsulés dans une membrane cellulaire lipidique à double couche. Il existe diverses unités fonctionnelles dans la cellule appelées organites, telles que les mitochondries, l'appareil de Golgi, les ribosomes et probablement la plus importante - le noyau qui contient le matériel génétique.
Les cellules ont principalement une forme ovale, mais il existe des cellules avec des formes spécifiques, telles que les cellules musculaires en forme de fuseau ou certaines cellules nerveuses qui ressemblent à une étoile.

[Source de l'image: Wikimédia]

De nombreux scientifiques qui travaillent dans le domaine de la chimie tentent de créer des structures cellulaires artificielles entièrement fonctionnelles. Bien que certaines unités artificielles avec une structure similaire à la cellule vivante soient déjà utilisées pour la fabrication de médicaments, la création de cellule artificielle est impossible pour le moment. La définition de la biologie synthétique pour une cellule artificielle «vivante» est une cellule entièrement constituée de matériaux synthétiques qui est capable de muter, de maintenir des gradients ioniques, de capter l'énergie et de stocker des informations. Cependant, les liposomes dans le rôle de composants cellulaires artificiels ont prouvé leur fiabilité en médecine en facilitant le passage à travers la membrane cellulaire du médicament qu'ils portent. Les liposomes diminuent également la réponse immunitaire contre leur cargaison et réduisent la réaction allergique éventuelle.

Diverses méthodes de création de cellules artificielles ont été essayées au Institut des molécules et des matériaux (IMM). Wilhelm Huck, professeur au même institut, utilise de minuscules gouttelettes de solutions dont la composition chimique est très proche du cytoplasme d'une cellule réelle.
"Des groupes concurrents travaillent plus près de la biologie; la fabrication de cellules à partir d'acides gras, par exemple. Nous aimerions faire de même à l'avenir. Une autre étape serait de fabriquer des cellules qui produisent leur propre énergie. contrôler le mouvement des produits chimiques à l'intérieur de la cellule, vers les organites », dit Huck. "En simulant ces choses, nous sommes capables de mieux comprendre les cellules vivantes. Un jour, nous pourrons même faire quelque chose qui ressemble beaucoup à la vraie chose."
L'une des dernières recherches sur ce sujet a été menée par Jan van Hest de Université Radboud de Nimègue et Sébastien Lecommandoux au Université de Bordeaux. Ils ont créé des organites artificielles en remplissant des nano-sphères de composés chimiques et en les injectant dans une gouttelette d'eau. La future cellule artificielle avait besoin d'une membrane, alors les scientifiques ont recouvert la gouttelette d'une couche de polymère plastique. L'équipe a détecté avec succès la cascade de réactions chimiques qu'elle avait planifiées, ce qui en a fait les premiers chimistes à construire une cellule en plastique avec des organites fonctionnels. Les réactions ont été détectées en utilisant un colorant fluorescent.

"Tout comme dans les cellules de notre corps, les produits chimiques sont capables de pénétrer dans le plasma cellulaire suite à la réaction dans les organites, pour être traités ailleurs dans la cellule", expliqueRuud Peters, Doctorant sur le projet.
Angewandte Chemie et Nature Chemistry sont les revues qui ont publié cette recherche.


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