Des scientifiques d'Australie et des États-Unis ont découvert une nouvelle façon de modifier l'ADN des cellules bactériennes (un processus utilisé pour fabriquer de nombreux médicaments vitaux, dont l'insuline), bien plus efficacement que les techniques industrielles standards.

Au lieu d'ouvrir les parois cellulaires des bactéries avec des produits chimiques agressifs ou des températures élevées pour insérer l'ADN, l'équipe a utilisé des ondes radio à haute fréquence, une approche beaucoup plus douce qui a permis à un plus grand nombre de cellules d'absorber l'ADN et de survivre.

L'étude, menée par l'Université RMIT en collaboration avec d'autres universités australiennes et WaveCyte Biotechnologies aux États-Unis, a utilisé des ondes radio à la fréquence de 18 gigahertz pour « ouvrir temporairement les portes » des parois cellulaires bactériennes d'E. coli suffisamment longtemps pour que le matériel génétique puisse y être inséré. .

Les cellules se sont ensuite fermées et ont continué à fonctionner sainement.

Les radiofréquences peuvent être utilisées pour tout transporter, depuis les données des téléphones mobiles et des satellites jusqu'à l'énergie nécessaire à la manipulation des cellules bactériennes dans un laboratoire.

Des travaux conjoints antérieurs avec le Centre australien de recherche sur les bioeffets électromagnétiques ont démontré comment l'énergie électromagnétique à haute fréquence rend temporairement les cellules bactériennes plus perméables.

Cette dernière étude, "Transformation génétique de l'ADN plasmidique en Escherichia coli à l'aide d'énergie électromagnétique à haute fréquence", publiée dans Nano Letters va encore plus loin en montrant que la méthode peut être utilisée pour délivrer de l'ADN en toute sécurité.

Les résultats de l'équipe ont montré que le processus était très efficace :91 % des cellules d'E. coli ont adopté le nouvel ADN après une exposition aux ondes radio de 18 GHz pendant trois minutes.

En utilisant la norme industrielle actuelle pour l'insertion d'ADN, connue sous le nom de « choc thermique », seulement 77 % des cellules absorbent l'ADN et beaucoup d'entre elles meurent peu de temps après à cause de l'exposition à la chaleur. Des techniques d'impulsion laser plus douces existent, mais moins de 30 % des cellules absorbent le nouvel ADN au cours de ce processus.

L'auteur principal, la professeure distinguée du RMIT Elena Ivanova, a déclaré que leur approche surpassait les deux en étant à la fois très efficace et douce.

"Notre nouvelle méthode rentable s'avère très efficace, mais également plus douce pour les cellules car aucun produit chimique agressif ni température élevée n'est utilisé dans ce processus", a déclaré Ivanova, de l'École des sciences.

"En conséquence, le taux de survie cellulaire était supérieur à celui des autres techniques."

Les recherches de l'équipe ont également montré que ce processus fonctionne dans les cellules eucaryotes, le type que nous partageons avec les animaux, les champignons et les plantes, y compris les modèles de lignées cellulaires PC 12 couramment utilisés dans la recherche en neurosciences.

"Notre objectif est désormais de traduire ces résultats", a déclaré Ivanova.

"Nous n'avons fait qu'effleurer la vaste gamme d'applications d'administration de médicaments que cette approche pourrait avoir dans la thérapie du microbiome et la biologie synthétique."

RMIT a demandé la protection de la propriété intellectuelle pour cette technique conjointement avec WaveCyte Biotechnologies, une société américaine spécialisée dans le développement de technologies de thérapie cellulaire et génique.

Le PDG de WaveCyte, le Dr Steve Wanjara, a déclaré qu'ils étaient profondément déterminés à faire progresser cette technologie, en s'associant dès le départ avec RMIT.

"Cette méthode douce et hautement efficace est extrêmement prometteuse pour améliorer l'abordabilité et l'accessibilité des thérapies critiques", a déclaré Wanjara.

"Nous continuons à travailler activement pour traduire ces résultats en applications tangibles, en nous concentrant sur l'optimisation de la technique pour les cellules de mammifères. Cette recherche a le potentiel d'avoir un impact positif sur des millions de vies à travers le monde, et nous nous engageons à en faire une réalité."

Le premier auteur de l'étude, le Dr Tharushi Perera du RMIT et de l'Université de Swinburne, a déclaré que le développement de cette nouvelle application et la mise en lumière des aspects utiles de l'énergie électromagnétique à haute fréquence étaient « extrêmement satisfaisants ».

"Les gens entendent parler de l'énergie électromagnétique et de la 5G et pensent que c'est mauvais, peut-être à cause d'une désinformation ou d'un manque de compréhension, mais, comme nous l'avons montré ici, il existe en réalité des applications bénéfiques", a-t-elle déclaré.

"J'espère que cela pourra ouvrir la porte à de nouveaux traitements salvateurs à long terme et j'ai hâte de voir son développement."

Plus d'informations : Palalle G. Tharushi Perera et al, Transformation génétique de l'ADN plasmidique en Escherichia coli à l'aide de l'énergie électromagnétique à haute fréquence, Nano Letters (2024). DOI :10.1021/acs.nanolett.3c03464

Informations sur le journal : Lettres nano

Fourni par l'Université RMIT