Le rayon paralysant !!!

 

Oui je sais, ça fait très science fiction, mais je n’ai pas pu m’empêcher de penser à ça… Reprenons…

 

L’utilisation d’une irradiation lumineuse pour induire une modification structurelle d’un système moléculaire n’est pas récente et a déjà été largement utilisée pour des moteurs, des récipients pouvant s’ouvrir et se fermer sur demande… L’intérêt de ces systèmes consiste en la réversibilité de la réaction. Typiquement une irradiation par de la lumière ultraviolette (UV) induit une modification tandis que l’irradiation par de la lumière visible induit la transformation contraire et donc le retour à l’état initial.

 

L’équipe de Neil Branda a pensé utiliser un système de ce type inclus dans un organisme vivant.

La molécule choisie est un dithienylethène pouvant subir une fermeture ou un ouverture de cycle en fonction de la longueur d’onde de la lumière d’irradiation. Chacune des formes possédant une couleur définie (incolore pour la forme ouverte 1-o, bleue pour la forme cyclisée 1-c).

 

 

L’organisme choisie pour cette étude est un nématode (un ver) eucaryote : Caenorhabditis elegans, l’un des plus simple organisme possédant un système nerveux. Il est de plus transparent, ce qui facilitera la visualisation des changements de couleur.

 

Ainsi après avoir fait incuber l’organisme avec le colorant pendant 3-4 jours, les premiers tests ont eut lieu.

En irradiant le ver par de la lumière UV, le colorant se cyclise prenant une teinte bleue. L’irradiation avec de la lumière visible permettant le retour en arrière, l’organisme redevient transparent ; plusieurs cycles peuvent ainsi être enchaînés.

Le phénomène de cyclisation photochimique est donc biocompatible et peut prendre place dans un organisme vivant.

 

Mais le colorant a également un remarquable effet sur la mobilité des nématodes… En effet la forme cyclisée de la molécule entraîne leur paralysie tandis que la forme ouverte ne présente pas un caractère si marqué.

En irradiant les vers avec de la lumière UV il est donc possible de les paralyser et de les libérer ensuite en les irradiant avec de la lumière visible…

 

Image du ver. A) Ver incubé avec la forme cyclisée 1-c après 10 min. b) Après 10 min et c) après 60 min. d et e) Changement de couleur du ver lors de l’irradiation successive UV-visible. F) Pourcentage de population des vers paralysés en l’absence de colorant et en présence de colorant, sous ses deux formes.

 

Il est actuellement supposé que cette propriété est due à une interruption des mécanismes métaboliques du ver entraînant une diminution de leur énergie.

Ce type de recherches pourrait avoir des applications en médecine, par exemple pour des traitements chirurgicaux non invasifs.

Mais si les vers sont des modèle intéressants pour prouver la validité du concept, ils sont loin de la complexité du corps humain.

 

 

Source : Al-Atar, U.; Fernandes, R.; Johnsen, B.; Baillie, D.; Branda, N.R. J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 15966