Les chercheurs de l'Université de l'Illinois Urbana-Champaign peuvent désormais isoler rapidement et caractériser chimiquement les organites individuels au sein des cellules. La nouvelle technique teste les limites de la chimie analytique et révèle rapidement la composition chimique des organites qui contrôlent la croissance biologique, développement et maladie.

Les conclusions de la nouvelle étude, dirigé par le professeur de chimie Jonathan Sweedler, sont publiés dans la revue Méthodes naturelles .

La nouvelle approche localise et isole des organites individuels en utilisant la microscopie optique, puis les analyse chimiquement via MALDI MS, ou la spectrométrie de masse à désorption/ionisation laser assistée par matrice. L'ensemble du processus prend une heure, une tâche qui pourrait prendre des années aux analystes humains.

"Les cellules ne sont pas que de petits sacs remplis de produits chimiques, " Sweedler a déclaré. "Ils contiennent des organites qui remplissent des fonctions spécifiques. La capacité de caractériser la composition chimique des organites individuels devrait conduire à une meilleure compréhension de la façon dont les cellules se développent et expriment des maladies. »

Les chercheurs ont déclaré qu'ils ne sont pas les premiers à caractériser chimiquement les organites. Mais l'utilisation de leur approche automatisée de ciblage et d'analyse chimique est plus rapide et plus précise, et assure qu'ils analysent exactement ce qu'ils ont l'intention. Par ici, ils peuvent déterminer la composition chimique d'un seul organite, et non la composition moyenne d'un échantillon plus grand contenant de nombreux organites.

Pour cette étude, l'équipe s'est concentrée sur les vésicules de la cellule - à la fois des variétés à noyau dense et transparentes - collectées à partir de limaces de mer, qui sont un modèle d'étude des neurosciences couramment utilisé. Les vésicules ont été sélectionnées comme organite d'intérêt car elles sont impliquées dans la signalisation chimique de cellule à cellule. Les chercheurs ont déclaré qu'ils sont également plus gros que la plupart des autres organites, ce qui en fait d'excellents premiers candidats à démontrer les capacités de la nouvelle approche.

"Nous avons analysé environ 1, 000 vésicules individuelles de limaces de mer, " a déclaré le professeur de chimie Stanislav Rubakhin. " Nous avons trouvé une hétérogénéité entre les types de lipides et de peptides biologiquement actifs, indiquant que MALDI MS est suffisamment sensible pour détecter des différences chimiques entre ce que l'on pensait être les mêmes types d'organites."

Parce que la maladie est souvent repérée lorsque des cellules hétérogènes apparaissent dans un seul type de tissu, Rubakhine a dit, la capacité de discerner ces différences au niveau subcellulaire pourrait conduire à une détection et un traitement plus précoces.

« Notre nouveau flux de travail peut aider la communauté scientifique à compléter la « liste des pièces » des organites trouvés dans les cellules, ", a déclaré l'étudiant diplômé Daniel Castro. "Avoir cette liste de pièces nous aidera à déterminer si quelque chose manque ou est en plus dans les organites, nous aidant à repérer des changements subtils et à étudier la corrélation entre ces changements et des maladies telles que le cancer et celles liées au cerveau et à la santé mentale. »