1. Environnement physique:
* Température: Les cellules ont une plage de températures optimale pour la fonction. Le maintien de cette température est crucial, en particulier pour l'activité enzymatique.
* pH: Les cellules prospèrent dans une plage de pH spécifique. Le maintien du pH correct est important pour la fonction enzymatique et la stabilité globale des cellules.
* osmolalité: La concentration de solutés dans l'environnement de la cellule affecte directement le mouvement de l'eau dans et hors de la cellule. Le maintien de l'osmolalité correcte empêche le retrait des cellules ou l'éclatement.
* Pression: Pour certaines cellules, comme celles de la mer profonde, la pression est un facteur important qui doit être reproduit dans l'environnement.
2. Environnement chimique:
* Disponibilité des nutriments: Les cellules ont besoin de nutriments spécifiques comme le glucose, les acides aminés et les acides gras pour fonctionner. L'environnement devrait fournir ces nutriments en quantité suffisante.
* Échange de gaz: Les cellules nécessitent de l'oxygène pour la respiration et produisent du dioxyde de carbone comme déchet. L'environnement devrait faciliter un échange de gaz approprié.
* Élimination des déchets: Les cellules produisent divers déchets. L'environnement devrait faciliter leur retrait pour prévenir l'accumulation toxique.
* Hormones et facteurs de croissance: Les cellules réagissent aux hormones et aux facteurs de croissance, qui peuvent être présents dans l'environnement environnant. Ceux-ci doivent être soigneusement contrôlés pour la croissance et la différenciation des cellules optimales.
3. Environnement structurel:
* matrice extracellulaire: Pour de nombreuses cellules, la matrice extracellulaire fournit un support structurel, des points d'attachement et influence le comportement cellulaire. Cette matrice doit être reproduite aussi étroitement que possible.
* Interactions cellule-cellule: Les cellules interagissent souvent entre elles par des jonctions spécialisées. L'environnement devrait permettre à ces interactions de se produire.
4. Environnement biomécanique:
* Forces mécaniques: Les cellules éprouvent des forces physiques telles que l'étirement, la compression et la contrainte de cisaillement. L'environnement doit reproduire ces forces pour assurer une bonne fonction cellulaire.
5. Autres facteurs:
* lumière: Certaines cellules, comme les cellules photosynthétiques, ont besoin de conditions d'éclairage spécifiques.
* champs électromagnétiques: Les cellules peuvent être affectées par les champs électromagnétiques, en particulier dans certaines applications comme l'électroporation.
Les facteurs spécifiques considérés lors de la création d'un environnement cellulaire similaire à son environnement dépendra du type de cellule, de son objectif et de l'application. Par exemple, la culture des cellules in vitro nécessite un contrôle minutieux de tous ces facteurs pour assurer leur survie, leur croissance et leur fonction.
Il s'agit d'un sujet complexe, et de nombreux chercheurs travaillent constamment à améliorer notre compréhension de la façon dont les cellules interagissent avec leur environnement.
