Le cholestérol est essentiel à la formation des membranes cellulaires des mammifères et fait partie de nombreux processus vitaux. L'un des concepts les plus controversés en biophysique est l'hypothèse des radeaux lipidiques :des zones de fortes concentrations de cholestérol et de glycosphingolipides dans les membranes. Ces radeaux lipidiques, également appelés microdomaines lipidiques, sont des zones de la membrane cellulaire dans lesquelles les lipides et le cholestérol s'accumulent et jouent un rôle important dans la fonction cellulaire. Actuellement, la présence de radeaux lipidiques dans les cellules vivantes n'est qu'une hypothèse car bien que diverses études de laboratoire aient tenté de les simuler en mélangeant deux types de lipides et de cholestérol, aucun n'a réussi à les détecter ou à déterminer s'ils existent réellement, comment ils se forment et comment ils fonctionnent dans les cellules vivantes.

On soupçonne que les radeaux lipidiques sont également responsables de l'apparition de maladies telles que Creutzfeldt-Jakob ou le SIDA, dont les agents pathogènes les traversent pour pénétrer dans les cellules. Par conséquent, comprendre leur mécanisme est fondamental pour déterminer comment ces maladies se développent.

Une équipe de physiciens dirigée par le chercheur du département de génie chimique de l'URV Vladimir Baulin a conçu une expérience qui simule la formation d'un nouveau type de radeau lipidique à l'échelle nanométrique autour d'objets incrustés dans les membranes tels que des protéines et des canaux ioniques. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Lettres d'examen physique .

"Les canaux ioniques sont une sorte de protéine transmembranaire, c'est-à-dire ils s'étendent sur toute la membrane cellulaire - qui, en association avec des protéines, permettre à des ions spécifiques de passer d'un côté de la membrane à l'autre. Ils en font partie et contiennent du cholestérol. Le rôle que jouent les protéines transmembranaires dans la formation possible de ces nanodomaines de cholestérol est inconnu, " déclare Vladidimir Baulin à propos des résultats de la recherche.

Dans cette recherche, les scientifiques ont réalisé une expérience avec une membrane lipidique très similaire aux cellules humaines en termes d'échelle de taille, et la dimension et la composition du cholestérol. Ils ont remplacé la protéine transmembranaire par un nanotube de carbone ultra-court de 10 nanomètres de long. Et après une série de simulations, ils ont confirmé que ces domaines - les radeaux lipidiques - sont très dynamiques, ils se forment puis disparaissent pour se former à nouveau et ils existent pendant environ 10 nanosecondes.

L'équipe a également fait une autre découverte importante sur le rôle du cholestérol dans les membranes :le cholestérol peut être responsable de la déstabilisation des membranes et de l'entrée d'objets de taille nanométrique dans les cellules. "C'était comme trouver la clé pour ouvrir et fermer les portes à travers une membrane, " a déclaré Vladimir Baulin. "Nous avons constaté que lorsqu'il y a des concentrations élevées de cholestérol, les nanotubes peuvent quitter spontanément la membrane en quelques millisecondes. Mais si la membrane n'a pas de cholestérol, ils restent piégés à l'intérieur."

Cette étude peut servir à développer de nouvelles approches cruciales pour la recherche de radeaux lipidiques, ainsi le développement de certaines maladies et processus cellulaires sera également mieux compris.