Les cellules sont les unités structurelles et fonctionnelles de base du corps humain. Ils contiennent plusieurs parties différentes appelées organites qui contribuent à la capacité de la cellule à fonctionner. L'énergie est fournie par les mitochondries, les protéines sont synthétisées sur les ribosomes, l'ADN est contenu dans le noyau et ainsi de suite. Si un scientifique s'intéresse à l'étude d'un composant particulier de l'un de ces organites, il est nécessaire de rompre la cellule, ou de la lyser, pour isoler les organites d'intérêt du reste de la cellule.

Lyse cellulaire

Les cellules animales sont liées par une membrane cellulaire semi-perméable. À l'intérieur de la cellule, les organites sont suspendus dans un liquide appelé cytosol, ou cytoplasme. Le cytosol contient des sucres, des sels, des protéines solubles et les protéines structurelles du cytosquelette - une structure qui maintient la forme des cellules. La membrane cellulaire peut être cassée, ou lysée, mécaniquement, chimiquement ou par une combinaison des deux. Pour la lyse chimique, les cellules sont suspendues dans une solution qui contient des détergents et /ou d'autres réactifs qui interfèrent avec les liaisons chimiques qui maintiennent les protéines membranaires ensemble. Cela entraîne une rupture de la membrane et la libération de composants intracellulaires.
Fractionnement subcellulaire

Une fois les cellules lysées, il est nécessaire de séparer l'organelle ou la protéine d'intérêt du reste des composants. La centrifugation différentielle utilise la force de la gravité pour séparer les objets par densité. Les tubes à essai contenant des solutions cellulaires sont centrifugés dans une centrifugeuse à des tours par minute de plus en plus élevés, créant une pastille ou une fraction contenant les organites les plus lourds au fond du tube à chaque rotation.

Purification

Une fois la fraction d'intérêt obtenue, elle doit être purifiée. La purification élimine les contaminants en exploitant les différences de caractéristiques moléculaires, telles que la charge, la forme ou la taille. Par exemple, la fraction d'intérêt pourrait contenir deux protéines qui se sont agglomérées en raison de similarités de densité malgré le fait qu'elles ont des tailles très différentes. Pour séparer la protéine indésirable de celle à l'étude, il serait logique d'utiliser une autre méthode pour isoler les protéines par taille.

Pertinence pour les maladies humaines

La capacité de lyser les cellules et de séparer composants a fourni aux chercheurs médicaux et aux développeurs de médicaments des informations importantes sur l'épidémiologie de certaines maladies humaines. Par exemple, les membranes des cellules cancéreuses peuvent être comparées à celles des cellules normales afin de développer des traitements qui détruisent les cellules tumorales mais sont inoffensifs pour les cellules saines. La lyse cellulaire est également utilisée pour étudier la maladie d'Alzheimer, les troubles métaboliques et bien plus encore.

Considérations

Toutes les cellules ne sont pas égales, il est donc important de personnaliser le protocole utilisé pour la lyse des caractéristiques de votre population cellulaire particulière. Il est également important de considérer exactement comment vous prévoyez d'étudier la composante d'intérêt. Si vous souhaitez tester l'activité d'une enzyme, il serait illogique d'utiliser une solution capable de détruire la fonction de l'enzyme. Les fabricants de kits de réactifs chimiques utilisés pour la lyse cellulaire sont généralement heureux de vous aider à déterminer vos besoins.