Comment les tumeurs se développent-elles ? Et comment les bactéries transforment-elles des substances inoffensives en agents médicaux ? Quand les biophysiciens veulent comprendre ce qui se passe dans les cellules vivantes, ils doivent introduire des sondes fluorescentes ou d'autres molécules étrangères. Il existe plusieurs façons de surmonter la paroi cellulaire sans causer de dommages permanents à la cellule. Des physiciens de l'université de Bielefeld ont développé une méthode particulièrement douce pour cela :la nanoinjection. Dans une nouvelle étude à découvrir dans Rapports scientifiques publié par La nature , ils montrent qu'avec cette méthode, neuf cellules sur dix survivent à l'injection de molécules étrangères.

L'une des méthodes les plus connues pour étudier les bactéries, plante, et les cellules animales est la microscopie à fluorescence. Lorsque vous utilisez cette méthode, les protéines ou autres structures d'une cellule sont colorées à l'aide de sondes fluorescentes. Ces molécules sont fluorescentes. L'excitation lumineuse les fait briller, éclairant ainsi les structures marquées à l'intérieur de la cellule. 'La méthode fonctionne très bien sur fixe, c'est-à-dire des cellules non vivantes, " dit le professeur Dr Thomas Huser, chef du groupe de recherche en photonique biomoléculaire. 'Toutefois, le problème est qu'une grande partie de ce que nous voulons savoir ne peut être obtenue qu'à partir de cellules vivantes.

Le Dr Simon Hennig ajoute :« Les cellules vivantes empêchent l'intrusion de la plupart des sondes fluorescentes. Le physicien travaille dans le groupe de recherche de Huser. Pour surmonter cette résistance lors de la délivrance de sondes fluorescentes dans les cellules, il a développé la méthode de nanoinjection. Il utilise une minuscule pipette en verre creuse pour délivrer les molécules fluorescentes aux cellules individuelles. Le processus est contrôlé par un ordinateur. Un instrument spécialement développé pour la nanoinjection insère la pipette dans la cellule. La pointe de ce capillaire en verre est beaucoup plus petite que celle utilisée en microinjection habituelle. De plus, le processus empêche la cellule d'augmenter en taille, car seules les molécules sont transférées et pas le liquide dans la pipette également. "La méthode est si précise que nous pouvons même livrer les molécules au noyau d'une cellule, " dit Hennig.

La nouvelle étude confirme que la méthode peut être utilisée pour injecter de nombreux types de sondes et qu'elle est très bien tolérée par les cellules. 'Cette preuve était nécessaire, parce que les techniques antérieures telles que la micro-injection endommagent tellement les cellules que la plupart ne survivent pas au traitement, " dit Hennig. Son collègue Matthias Simonis a testé la méthode de nanoinjection sur plus de 300 cellules et comparé les résultats avec ceux de la microinjection. La principale découverte était que 92% des cellules ont survécu à la nano-injection, contre 40% pour la micro-injection. « Les analyses ont également confirmé que ces cellules traitées proliféraient normalement, " dit Hennig. Selon le physicien, la prolifération n'est pas seulement le signe d'une cellule saine. Il ouvre également de nouvelles possibilités d'expérimentation. Par exemple, une influence négative de l'injection peut être exclue à l'avance. Cela permet aux chercheurs d'étudier les cellules injectées sans avoir à prendre en compte également l'effet de l'injection. Hennig considère la nanoinjection comme une voie d'étude particulièrement prometteuse, par exemple, comment les cellules individuelles réagissent les unes avec les autres.