µkiss-and-tell : une nouvelle méthode pour délivrer avec précision des nanoparticules et des petites molécules à des cellules individuelles
"Comme un pinceau", facile et rentable à utiliser
L'acheminement de matériaux vers des cellules individuelles avec précision et exclusivité est depuis longtemps une capacité très recherchée en biologie. Elle promet de permettre de déchiffrer de nombreux secrets cellulaires de longue date. Une équipe de recherche du Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, Erlangen, dirigée par le professeur Vahid Sandoghdar, vient de montrer comment de petites molécules et des nanoparticules uniques peuvent être appliquées directement à la surface des cellules. Dans l'étude, récemment publiée dans Nature Methods, les scientifiques décrivent la technique comme un "μkiss" (microkiss) - une nouvelle méthode facile et rentable, ouvrant de nouvelles possibilités dans la science de la cellule unique en vue d'applications thérapeutiques de nouvelle génération.
Les approches traditionnelles en biologie considèrent souvent les caractéristiques de populations cellulaires entières, sans tenir compte des variations nuancées des propriétés d'une cellule à l'autre. Pour étudier la biologie avec plus de précision au niveau des cellules individuelles, il est impératif de mettre au point de nouveaux outils et de nouvelles méthodes. "Une lacune cruciale subsiste dans notre capacité à administrer des produits chimiques, des étiquettes et des produits pharmaceutiques à des cellules individuelles avec précision et contrôle, sur de courtes durées et à des échelles de longueur microscopiques minuscules", déclare le professeur Vahid Sandoghdar, directeur de l'Institut Max Planck pour la science de la lumière et du Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (Centre Max Planck pour la physique et la médecine). Le professeur Sandoghdar et son équipe s'emploient activement à relever ce défi.
"Comme un pinceau", facile à utiliser et rentable
Les chercheurs ont trouvé une solution simple mais élégante à ce problème : à l'aide de deux micropipettes rapprochées dont l'ouverture n'est que d'un micromètre, ils ont pu créer une microgouttelette stable de matériau aux extrémités de la micropipette en utilisant une micropipette pour distribuer le matériau, tandis que l'autre le fait entrer à un taux légèrement plus élevé. "C'est alors comme un pinceau", explique Richard W. Taylor, chercheur postdoctoral et membre de l'équipe, qui ajoute : "Vous pouvez facilement manœuvrer les micropipettes et brosser délicatement cette gouttelette confinée contre la cellule choisie - délivrant un minuscule μkiss de matériau".
Cette mise en œuvre simple, utilisant des composants facilement disponibles, permet à leur technique d'être facilement mise en œuvre à faible coût sur n'importe quel microscope au sein des laboratoires à orientation biologique. "L'approche rentable et pragmatique de notre solution est importante pour son utilisation dans la pratique", déclare le professeur Sandoghdar, ajoutant que "l'absence de solutions similaires a jusqu'à présent retardé les progrès vers de nouvelles approches thérapeutiques au niveau de la cellule unique".
Contrôle total du lieu, du temps et de l'échelle
La nouvelle méthode confère à l'expérimentateur un contrôle total. "Avec le μkiss, nous atteignons une toute nouvelle dimension dans l'application précise de substances aux cellules", explique Cornelia Holler, doctorante en biologie et membre du groupe de recherche. Les matériaux peuvent désormais être délivrés avec précision à n'importe quelle cellule choisie au niveau subcellulaire, avec un contrôle total sur le temps et la position où le matériau est en contact avec la cellule. "Nous pouvons désormais observer des processus biologiques entiers, tels que l'absorption du fer par la cellule, sans en manquer une étape, ce qui nous permet enfin de reconstituer le puzzle des caractéristiques complexes de chaque cellule", explique M. Holler.
Récemment, l'équipe a réussi à placer avec précision une particule unique de type virus sur une cellule vivante. Cette capacité expérimentale permet de scruter les subtilités de la propagation de la maladie, en offrant un contrôle total sur l'emplacement, le moment et l'étendue de l'infection cellulaire. "La capacité de μkiss ouvre de nouvelles voies pour les études quantitatives en biologie cellulaire et en médecine", déclare le professeur Sandoghdar.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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