Le processus d'introduction des chloroplastes dans les cellules
Les chloroplastes dérivés de l'algue primitive Cyanidioschyzon ont été transplantés dans des cellules d’ovaires de hamster chinois (CHO), une lignée cellulaire couramment utilisée en recherche. Jusqu’à présent, on croyait que les cellules animales ne pouvaient pas accepter les chloroplastes, car elles les identifient comme des corps étrangers et les digèrent. Cependant, une équipe dirigée par le professeur Yukihiro Matsunaga de l’Université de Tokyo a mis au point une méthode permettant d’introduire les chloroplastes via la phagocytose, un processus où les cellules absorbent et traitent des substances étrangères.
Fonctionnalité des chloroplastes dans les cellules animales
Grâce à la microscopie fluorescente et à super-résolution, les chercheurs ont observé que les chloroplastes situés dans le cytoplasme des cellules CHO maintenaient leur structure et leur activité photosynthétique normale pendant au moins deux jours. Les mesures de l’activité photosynthétique ont confirmé que le transport des électrons, essentiel à la production d'énergie chimique, fonctionnait correctement durant cette période. Cependant, après quatre jours, la structure des membranes thylakoïdes des chloroplastes a commencé à se dégrader, entraînant une diminution de leur activité.
Applications potentielles dans l'ingénierie tissulaire
Cette découverte pourrait répondre à des défis liés à la croissance limitée des tissus artificiels dans des environnements à faible teneur en oxygène. L’incorporation de cellules contenant des chloroplastes pourrait fournir de l’oxygène aux tissus et favoriser leur croissance grâce à l’exposition à la lumière. Cette approche serait particulièrement utile pour développer des organes artificiels, de la viande ou des feuilles de peau multicouches.
Prochaines étapes de la recherche
Pour exploiter pleinement le potentiel de cette avancée, il est crucial de développer des technologies permettant aux chloroplastes de maintenir leur activité photosynthétique sur de plus longues périodes dans les cellules animales. Les chercheurs prévoient également de mesurer la quantité d’oxygène produite et de dioxyde de carbone fixé en utilisant des techniques de marquage isotopique. L’objectif ultime est de créer des « cellules planimales », des cellules hybrides combinant les caractéristiques des plantes et des animaux.
Si elle réussit, cette innovation pourrait aboutir à des percées en médecine, en production alimentaire et en génération d’énergie. Cette découverte ouvre la voie à de nouvelles applications biotechnologiques qui pourraient transformer l’avenir de nombreux domaines.
Source : Wired