Le déploiement de protéines qui transpercent les membranes pourrait aider à administrer les médicaments

La nécessité de délivrer des médicaments précisément là où ils sont nécessaires à l’intérieur du corps a conduit à la fabrication de vésicules ou de poches bioingéniées qui transportent la charge pharmaceutique dans les cellules cibles. Mais il manque un mécanisme de déchargement efficace.
Les chercheurs ont observé comment les protéines du ruban se déployaient et perçaient les membranes des cellules bactériennes lorsque leur environnement devenait plus acide.

Maintenant, une autre source d'inspiration de la nature offre une solution possible sous la forme de rubans de protéines qui - dans certaines conditions contrôlables - se déploient dans des aiguilles tranchantes qui peuvent traverser les membranes. Ils rappellent les cornes de papier qui se défont lorsque vous les faites exploser.

Les protéines enroulées sont appelées corps R, et elles se trouvent à l'intérieur de bactéries qui habitent de minuscules organismes aquatiques et unicellulaires appelés paramécies.

Les bactéries déploient les corps R pour délivrer des toxines à d'autres créatures unicellulaires qui menacent leurs hôtes.

Dans son état allongé, le polymère protéique déployé devient une aiguille qui perce la membrane de l'organisme cible.

Les corps R éclatent de 60% E. coli cellules

Dans un article publié dans la revue La biologie de synthèse, Pamela A. Silver et Jessica K. Polka, de l’Université Harvard de Boston, décrivent comment elles se sont tournées vers les organes R comme mécanisme possible de déchargement des médicaments encapsulés dans les cellules.

Dans des expériences de laboratoire, les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient contrôler la sensibilité des corps R et qu'ils se déploient lorsque l'acidité de leur environnement change.

Ils les ont ensuite testés dans des cellules de Escherichia coli, en utilisant les bactéries comme substitut aux vésicules.

Ils ont trouvé les protéines éclater les membranes de 60% de la E. coli cellules dans des conditions d'acidité accrue. Les auteurs concluent:

"En tant que telles, ces machines à protéines présentent un nouveau moyen de rompre sélectivement les compartiments membranaires et seront importantes pour la programmation du compartimentage cellulaire."

Les chercheurs disent que, parce qu'ils changent d'état rapidement et de manière réversible, les corps R pourraient être utiles pour diverses applications biotechnologiques qui ciblent la délivrance de molécules dans des systèmes vivants.

La vidéo suivante résume la recherche et démontre l’action des corps R à l’intérieur E. coli cellules:

Les chercheurs notent que les corps R pourraient également être utilisés comme commutateurs dans les systèmes microélectromécaniques (MEMS), une nouvelle technologie avec de nombreuses applications en bio-ingénierie - par exemple, biocapteurs et biopuces - et dans d'autres domaines.

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