Moins de 20 ans après son développement, un mince, la feuille résistante d'atomes de carbone aux propriétés remarquables connue sous le nom de graphène transforme les domaines biomédicaux jusqu'à l'ingénierie tissulaire, neuroprothèses et découverte de médicaments.

Parce qu'il conduit facilement la chaleur et l'électricité, le graphène peut également être un bon biocapteur. Mais ce n'est pas neutre. Lorsque les scientifiques de l'Université Vanderbilt ont essayé d'utiliser le graphène pour mesurer l'activité électrique dans le cerveau, ils ont découvert qu'il améliorait en fait la signalisation des cellules nerveuses.

Il l'a fait en permettant aux membranes des cellules nerveuses d'attirer plus de cholestérol. La substance grasse a été utilisée pour fabriquer davantage de vésicules qui emballent les neurotransmetteurs, les messagers chimiques qui relaient les signaux entre les cellules nerveuses. Plus de vésicules et plus de neurotransmetteurs signifiaient des signaux plus forts.

Ces découvertes, rapporté la semaine dernière dans le journal Communication Nature , a été une surprise totale pour les enquêteurs. Ils soulèvent la possibilité que le graphène puisse permettre aux chercheurs de changer la façon dont les cellules communiquent entre elles en manipulant la teneur en cholestérol de la membrane cellulaire.

Le graphène "peut être non seulement un très bon véhicule pour délivrer des médicaments, mais aussi un moyen de potentialiser l'effet du médicament, " a déclaré l'auteur principal de l'article, Qi Zhang, Doctorat., professeur adjoint de pharmacologie à la faculté de médecine de l'université Vanderbilt.

Les chercheurs ont commencé leur expérience en cultivant des neurones (cellules nerveuses) sur une feuille de graphène.

Le premier auteur de l'article, Kristina Kitko, un étudiant diplômé en science des matériaux interdisciplinaire, reprend l'histoire à partir de là dans une chronique invitée qu'elle a écrite pour un blog Nature Chemistry :« Nous avons observé une augmentation de la fréquence de décharge neuronale sur le graphène, " a-t-elle écrit. " C'était substantiel et notre curiosité a été piquée. Lorsque nous avons commencé à examiner des mesures plus ciblées de l'activité présynaptique, ce qui a constamment émergé était surprenant :la potentialisation synaptique sur le graphène. »

Réalisant que le graphène agissait probablement au niveau de la membrane des cellules nerveuses, qui se compose principalement de cholestérol, la question suivante était :« Le cholestérol pourrait-il être impliqué d'une manière ou d'une autre ?

"Cela nous a conduit à l'idée de manipuler les niveaux de cholestérol membranaire, " Kitko a poursuivi. " Le cholestérol joue un rôle important et fondamental dans les cellules de diverses manières, mais avec une pertinence particulière pour la découverte de médicaments, nous avons démontré l'effet du graphène sur les récepteurs couplés aux protéines G, dont l'activité est médiée par le cholestérol."

La moitié de tous les médicaments ciblent ces récepteurs.

Kitko a été invitée à présenter les découvertes de son groupe lors d'une conférence de recherche Gordon sur les "interfaces neuroélectroniques" le mois prochain à Galveston, Texas.