Des cellules synthétiques capables de se former d’elles-mêmes agissent comme des cellules vivantes avec des capacités supplémentaires
À l’aide d’ADN et de protéines, des scientifiques ont créé de nouvelles cellules synthétiques qui agissent comme des cellules vivantes. En brouillant la frontière entre les matériaux artificiels et vivants, ces cellules peuvent être reprogrammées pour remplir de multiples fonctions, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles technologies de biologie synthétique censées dépasser les capacités de la nature.
Les cellules tirent leur structure et leur stabilité de leur cytosquelette, une structure de protéines qui enferme et protège d’autres composants. Selon le type de cellule, ce cytosquelette peut être flexible et répondre de différentes manières à leur environnement, ce qui confère aux cellules leurs capacités spécialisées.
Image d’entête : les nouvelles cellules synthétiques construisent un cytosquelette (surligné en fuschia) à partir d’ADN et de peptides. (Université de Caroline du Nord à Chapel Hill)
Pour cette nouvelle étude, des scientifiques de l’université de Caroline du Nord à Chapel Hill ont mis au point des cytosquelettes synthétiques auto-assemblés, construits à partir d’ADN, de peptides et d’autre matériel génétique.
Selon Ronit Freeman, auteur principal de l’étude :
L’ADN n’apparaît normalement pas dans un cytosquelette. Nous avons reprogrammé des séquences d’ADN pour qu’elles agissent comme un matériau architectural, liant les peptides entre eux. Une fois ce matériau programmé placé dans une gouttelette d’eau, les structures ont pris forme.
Les chercheurs ont pu programmer l’ADN pour qu’il s’assemble de différentes manières, donnant ainsi aux cellules synthétiques des fonctions différentes. Elles n’étaient pas non plus bloquées dans un seul but : la modification de la température de la solution peut déclencher différentes configurations. Selon l’équipe, la combinaison de différents peptides ou séquences d’ADN peut permettre de créer des tissus programmables à plus grande échelle. Bien qu’elles ne soient pas aussi complexes que les cellules vivantes, ces cellules synthétiques sont plus faciles à manipuler et peuvent fonctionner dans des conditions que les cellules naturelles ne pourraient pas supporter.
Selon Freeman :
Les cellules synthétiques étaient stables même à 50 °C, ce qui ouvre la voie à la fabrication de cellules dotées de capacités extraordinaires dans des environnements normalement inadaptés à la vie humaine.
Une fois intégrées à d’autres technologies cellulaires synthétiques, ces cellules programmables pourraient, selon l’équipe, être utiles pour la médecine régénérative, les systèmes d’administration de médicaments et les outils de diagnostic, entre autres.
L’étude publiée dans Nature Chemistry : Designer peptide–DNA cytoskeletons regulate the function of synthetic cells et présentée sur le site de l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill : UNC-Chapel Hill researchers create artificial cells that act like living cells.