Les cellules mangent souvent des particules solides, un processus appelé phagocytose. Les chercheurs utilisent souvent des nanoparticules synthétiques pour comprendre les détails complexes de ce processus, mais celles-ci ne ressemblent pas toujours aux aliments dont les cellules se régalent dans la nature. Aujourd’hui, les chercheurs ont conçu des particules biologiques de taille et de forme contrôlées qui reflètent les aliments naturels et les ont combinées avec une imagerie haute résolution pour comprendre comment les cellules se déforment pour envelopper leurs aliments. Les résultats pourraient faire la lumière sur la façon dont les cellules absorbent les nutriments et réagissent aux envahisseurs étrangers tels que les bactéries.
Lorsqu’elles sont confrontées à une particule à engloutir, les cellules envoient des pseudopodes (extensions membranaires) pour l’embrasser. Ensuite, ils ferment les bords des pseudopodes pour former un compartiment relié à une membrane qui entoure la particule de nourriture.
Pour voir ce processus plus en détail, l’équipe a développé deux types de particules synthétiques qui pourraient être facilement distinguées à l’aide d’une technique de microscopie à haute résolution connue sous le nom de microscopie à illumination structurée 3D. Cette technique a permis aux chercheurs non seulement de visualiser la membrane qui s’enroule autour des particules, mais également de quantifier l’étirement de la membrane pour s’adapter aux particules de différentes tailles et formes. Ils ont constaté que les particules sphériques de même taille étirent davantage la membrane que les particules allongées, probablement parce que la courbure de la particule sphérique nécessite plus de membrane pour un emballage complet.
L’équipe a également observé un autre comportement qui pourrait fournir des indices sur la manière dont les cellules font la distinction entre différents types de particules alimentaires. En règle générale, les cellules utilisent des récepteurs chimiques à leur surface pour identifier les particules ciblées pour la phagocytose. Cependant, l’équipe a remarqué que les cellules étaient plus efficaces pour encercler les particules en forme de ballon de football plutôt que les particules sphériques, indépendamment de la présence de signaux chimiques qui déclencheraient normalement la phagocytose. Cela suggère que les cellules peuvent utiliser des propriétés physiques, telles que la forme, pour cibler certains types de particules – informations qu’elles pourraient utiliser pour faire la distinction entre les molécules comestibles et les menaces potentielles telles que les bactéries envahissantes.
Les chercheurs affirment que leur approche fournit un nouveau moyen d’étudier la phagocytose avec des formes et des tailles de particules plus réalistes qu’auparavant. Ils prévoient d'utiliser leurs méthodes pour étudier la manière dont les compartiments liés à la membrane circulent dans les cellules et comment ils livrent leur cargaison.
