23/05/2012 - 'termomètre' intracellulaire non invasif

Menéame

Une équipe de l’Institut des Sciences Fotoniques (ICFO) a développé une technique pour mesurer la température de l’intérieur de la cellule sans modifier son métabolisme. La découverte pourrait être utile pour distinguer les cellules saines des cellules cancéreuses, ainsi que pour mieux connaître les processus cellulaires.

La température régit de nombreux processus vitaux de la cellule, comme sa division et son métabolisme. Une équipe de recherche européenne, dirigée par l’Institut des sciences photoniques (ICFO), avec le label Severo Ochoa, a publié dans la revue Nano Letters une méthode non invasive qui fournit des données plus rapides et plus précises pour mesurer la chaleur intracellulaire à partir des protéines vertes fluorescentes (GFP).

"Une caractéristique unique de notre méthode est qu’elle ne modifie aucun processus cellulaire," dit SINC Romain Quidant, chercheur de l’ICFO et coordinateur de l’étude. Contrairement à d’autres techniques, cette méthode ne stresse ni ne modifie le comportement de la cellule car elle ne nécessite pas l’introduction d’une molécule ou d’un autre nano-objet synthétique sensibles à la température à l’intérieur de celle-ci.

L’une des applications les plus prometteuses est de mieux comprendre les processus cellulaires, comme ceux impliqués dans la métastase. En outre, la possibilité d’obtenir des informations sur la température intracellulaire pourrait également être utilisée pour "différencier les cellules normales des cancérogénicités de manière rapide et non invasive," compte le SINC Sebastian Thompson Parga, chercheur de l’ICFO et coauteur du travail.

Informations sur la température

Grâce à la température intracellulaire, on peut déduire comment l’énergie qui investit l’organisme dans la reproduction incontrôlée des cellules cancéreuses coule.

Dans ce travail interdisciplinaire, la biologie utilise les mesures physiques de la transmission de l’énergie pour étudier des processus tels que l’expression génique, le métabolisme et la division cellulaire.

La technique qu’il utilise est connue sous le nom d'"anistropie de la polarisation de la fluorescence" (FPA), car elle permet de mesurer la différence de polarisation entre la lumière reçue par les molécules fluorescentes et celle émise ultérieurement. Selon Quidant, "cette différence de polarisation (anisotropie) est directement liée à la rotation des molécules de GFP et donc à la température ."

Le vert fluorescent des protéines a un prix

Les auteurs de la recherche assurent que les biologistes pourront appliquer cette technique dans leurs montages expérimentaux et obtenir la température des cellules comme une donnée observable plus. Quand en 2008 Osamu Shimomura, Martin Chalfie et Roger Y. Tsien a remporté le prix Nobel de chimie pour la découverte et le développement des GFP, et aplani de nombreuses complications de la recherche biomédicale.

Dans le domaine de la biologie moléculaire, différentes techniques avaient déjà été proposées pour surveiller la température de l’intérieur des cellules, mais les chercheurs étaient limités dans la mesure de l’intensité et du spectre de leur fluorescence.

En outre, la possibilité de mesurer la température intracellulaire pourrait jeter les bases pour développer un champ encore peu étudié: la biologie thermique au niveau cellulaire.

Selon les auteurs de l’étude, l’étape suivante consiste à améliorer la sensibilité et la résolution de la méthode. Pour y parvenir, les chercheurs travaillent à l’affinement des propriétés des protéines fluorescentes et à l’optimisation de la méthode de détection de leur 'thermomètre'.

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Référence bibliographique:

Donner, J.S.; Thompson, S.A.; Kreuzer, M.P:; Baffou, G, Quidant, R. “Mapping intracellular temperature using green fluorescent protein”. Nano Letters, 6 de marzo de 2012. DOI: 10.1021/nl300389y

Image: Source Wikipedia

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