Selon une nouvelle étude japonaise, des chloroplastes d’algues producteurs d’énergie ont été insérés dans des cellules de hamster, permettant aux cellules de photosynthétiser la lumière. On pensait auparavant que la combinaison de chloroplastes (structures contenant de la chlorophylle dans les cellules des plantes et des algues) avec des cellules animales n’était pas possible et que les chloroplastes ne survivraient pas ou ne fonctionneraient pas. Cependant, les résultats ont montré que l’action photosynthétique se poursuivait pendant au moins deux jours. Cette technique pourrait être utile pour l’ingénierie des tissus artificiels. Les tissus peuvent avoir du mal à se développer en raison d’un manque d’oxygène, mais l’ajout de cellules infusées de chloroplastes pourrait permettre de fournir de l’oxygène et de l’énergie par l’exposition à la lumière et la photosynthèse.
Aimeriez-vous être alimenté à l’énergie solaire? Et si, comme les plantes ou les algues, le simple fait de s’exposer au soleil pouvait vous aider à avoir de l’énergie (et pas seulement grâce à toute la vitamine D) ? Cela peut ressembler à de la science-fiction, mais certains animaux ont déjà exploité cette astuce astucieuse. Les bénitiers géants, par exemple, vivent en relation symbiotique avec les algues. Les algues contiennent des chloroplastes et peuvent donc photosynthétiser la lumière en nourriture et en oxygène. Alors que les palourdes abritent les algues, celles-ci fournissent de l’énergie pour aider leurs aimables hôtes à prospérer.
Cependant, contrairement aux plantes et aux algues, les cellules animales ne contiennent pas de chloroplastes. Jusqu’à présent, les chercheurs ont démontré qu’il était possible de combiner fonctionnellement les deux.
“Pour autant que nous le sachions, il s’agit de la première détection signalée du transport photosynthétique d’électrons dans des chloroplastes implantés dans des cellules animales”, a déclaré le professeur Sachihiro Matsunaga de l’Université de Tokyo, auteur correspondant du document de recherche. Le transport photosynthétique des électrons génère de l’énergie chimique et est nécessaire à de nombreuses fonctions cellulaires chez les plantes et les algues. “Nous pensions que les chloroplastes seraient digérés par les cellules animales quelques heures après leur introduction. Cependant, nous avons découvert qu’ils continuaient à fonctionner jusqu’à deux jours et que le transport d’électrons de l’activité photosynthétique se produisait.”
L’équipe a inséré des chloroplastes d’algues rouges dans des cellules cultivées dérivées de hamsters. Les chercheurs ont examiné la structure des chloroplastes dans les cellules via plusieurs techniques d’imagerie, notamment la microscopie confocale, la microscopie à superrésolution et la microscopie électronique. Ils ont également mesuré et confirmé que le transport électronique de l’activité photosynthétique se produisait en utilisant des impulsions lumineuses (une technique appelée fluorométrie à modulation d’amplitude d’impulsion).
“Nous pensons que ce travail sera utile pour l’ingénierie des tissus cellulaires”, a déclaré Matsunaga. “Les tissus cultivés en laboratoire, tels que les organes artificiels, la viande artificielle et les feuilles de peau, sont constitués de plusieurs couches de cellules. Cependant, il existe un problème : leur taille ne peut pas augmenter en raison de l’hypoxie (faibles niveaux d’oxygène) à l’intérieur du tissu, qui empêche la division cellulaire. En se mélangeant aux cellules implantées dans des chloroplastes, l’oxygène pourrait être fourni aux cellules par photosynthèse, par irradiation lumineuse, améliorant ainsi les conditions à l’intérieur du tissu pour permettre la croissance”, a-t-il expliqué.
L’équipe poursuit ses recherches sur la création de cellules « planimales » capables de fournir aux animaux les caractéristiques bénéfiques des plantes. Dans cette étude, il a été constaté que les cellules animales contenant des chloroplastes connaissaient un taux de croissance cellulaire accru, ce qui suggère que les chloroplastes fournissaient une source de carbone (carburant) pour les cellules hôtes. Les chercheurs suggèrent que de futures études pourraient étudier les processus impliqués dans l’échange de substances entre la cellule hôte et les chloroplastes, ainsi que les substances supplémentaires produites.
Matsunaga a déclaré : « Nous espérons que les cellules végétales changeront la donne, ce qui, à l’avenir, pourra nous aider à réaliser une « transformation verte » vers une société plus neutre en carbone. Nous continuerons à développer des biotechnologies innovantes dans le but de réaliser une société durable. société et la réduction des émissions de dioxyde de carbone.
