Caractérisation physiologique de la vie dans des matériaux polymères contenant des cellules eucaryotes vivantes par microscopie confocale en cellule unique.

L'Institut de Chimie du CNRS a signalé cette recherche remarquable sur son site. Voir l'article

Les « Engineered Living Materials » (ELMs) sont constitués de cellules vivantes associées à des matériaux polymères mimant les conditions du vivant. Les ELMs sont des systèmes originaux ayant des applications médicales ou environnementales (délivrance de médicaments, régénération tissulaire ou osseuse, métrologie). Ils doivent être biocompatibles, i.e. permettre aux cellules de rester vivantes et actives. La physiologie des cellules dans les ELMs reste peu étudiée et en limite l’utilisation.

Des chercheurs de l'équipe "Signalisation cellulaire et neurofibromtose" ont élaboré des ELMs en associant des levures Saccharomyces cerevisiae à l’hydrogel Pluronic F-127. Ils ont modifié génétiquement des levures en leur intégrant un gène fluorescent dont l’expression est corrélée à un critère physiologique : concentration en ATP (métabolisme), pH intracellulaire (état de croissance), morphologie… Ces biocapteurs ainsi créés sont fonctionnels et permettent d’évaluer l’état physiologique des levures directement in situ par microscopie confocale à l’échelle de la cellule unique. Ils constituent un système facilement transposable en les associant à d’autres matériaux pour évaluer leur biocompatibilité.

Par ailleurs, les chercheurs ont associé à l’hydrogel F-127 le biocapteur qu'ils ont récemment développé et qui permet de détecter et de quantifier la présence de cuivre dans une solution. Ce biocapteur reste totalement fonctionnel. L’intérêt de cette association est que l’hydrogel joue un rôle protecteur contre les contaminations et apporte les nutriments aux levures. Ce travail fait la preuve de concept que l’association de l’hydrogel F-127 à des levures génétiquement modifiées constitue un ELM prometteur pour développer des biocapteurs robustes à base de cellules entières vivantes permettant la détection et la quantification de cuivre sur des prélèvements de terrain.

Bojan Žunar B., Ito T., Mosrin C., Sugahara Y., Bénédetti H., Guégan R. and Vallée B.
Confocal imaging of biomarkers at a single-cell resolution: quantifying 'living' in 3D-printable engineered living material based on Pluronic F-127 and yeast Saccharomyces cerevisiae.
Biomater Res 26, 85 (2022). https://doi.org/10.1186/s40824-022-00337-8