Ongle recherche internationaleauquel a collaboré l’Hôpital 12 de Octubre de Madrid, a développé le premier carte thermique d’un globule rougeUne nouvelle méthodologie de cartographie thermodynamique qui permet de déterminer la puissance de la cellule et ses performances mécaniques comme si c’était un moteur thermique. Il s’agit d’une découverte fondamentale, expliquent les chercheurs, qui ouvre la voie à la détermination de la santé cellulaire et des tissus du corps et qui aura des « implications immédiates » dans le diagnostic médical et les applications possibles. en médecine cellulaire et cancer.
L’étude, qui vient de paraître dans le magazine Science, Il est dirigé par les universités de Barcelone et de Padoue (Italie), et compte sur la participation de l’Université Complutense de Madrid (UCM), en association avec l’Unité de Biophysique Translationnelle de l’Hôpital Public 12 de Octubre de la Communauté de Madrid, en plus des Universités Georg August de Göttingen (Allemagne) et Francisco de Vitoria, également de Madrid.
Pour le professeur Francisco Monroy de l’Université Complutense de Madrid, chercheur associé à l’Institut de Recherche de l’Hôpital 12 de Octubre i+12, « l’étude transcende des décennies d’exploration en biologie cellulaire, présentant la première carte microscopique de l’énergiel’entropie et la chaleur produites par une seule cellule à un moment donné.
flux de chaleur
Les chercheurs ont mesuré pour la première fois le flux de chaleur dans une cellule individuelle, un processus connu en physique sous le nom de production d’entropie, ont été signalés depuis le 12 octobre. L’entropie est fréquemment associée au désordre et au chaos, mais en biologie, elle est étroitement liée à l’efficacité énergétique, étant en lien direct avec le métabolisme et la régulation, c’est-à-dire l’ensemble des réactions chimiques qui soutiennent l’énergie. la vie depuis l’intérieur des cellules.
La découverte de ces scientifiques a « de profondes implications pour la compréhension du métabolisme et de la transformation énergétique dans les systèmes vivants ».
« Être capable de caractériser la production d’entropie dans les systèmes vivants est crucial pour comprendre l’efficacité des processus de conversion de l’énergie« , explique le professeur Félix Ritort, chercheur qui a coordonné cette collaboration de l’Institut des nanosciences et Nanotechnologie de l’Université de Barcelone (IN2UB).
La découverte de ces scientifiques a « de profondes implications pour la compréhension du métabolisme et de la transformation de l’énergie dans les systèmes vivants », souligne l’hôpital public de Madrid. « La chaleur est un symptôme de la santé cellulaire et nos découvertes pourraient ouvrir une nouvelle voie pour déterminer la santé cellulaire et la santé. » tissus corporels« , conclut Ritort.
Calories par seconde
Des valeurs de production d’entropie ont été trouvées 10 à 15 calories par seconde, détaillent les scientifiques. « Ce sont des valeurs infimes à l’échelle humaine, aussi petites qu’un milliardième de calorie pour chaque cellule. Cependant, c’est une quantité extraordinaire pour une machinerie cellulaire de taille microscopique qui agit à chaque instant de manière extrêmement régulée depuis le à l’échelle humaine, « moléculaire », explique Monroy.
Professeur Francisco Monroy. / HÔPITAL DU 12 OCTOBRE
Le professeur souligne que « la recherche constitue une avancée fondamentale dans la physique de la cellule, comprise comme une machine thermique qui traite l’énergie et produit de l’entropie en échange avec son propre environnement ».
La circulation sanguine
Les chercheurs de ce consortium ont déterminé la production d’entropie en mesurant la mouvements actifs des globules rouges individuels, appelés clignements, et les forces mécaniques qui les provoquent depuis l’intérieur de la cellule et qui sont en relation avec son énorme adaptabilité à la circulation sanguineen particulier dans les petits vaisseaux de la circulation capillaire, par exemple dans le cortex frontal du cerveau humain où il existe une forte demande en flux sanguin et en nutriments, précisent-ils depuis le 12 octobre.
Les auteurs ont utilisé méthodes vivantes mini-invasives, à la fois la manipulation optique et la détection de force optique, ainsi que l’imagerie cellulaire résolue dans le temps utilisant la vidéomicroscopie ultrarapide avec une résolution super spatiale, une technique dans laquelle le groupe de l’Université Complutense et L’hôpital 12 de Octubre est un pionnier.
Une nouvelle perspective
« Nous assistons à la naissance d’une nouvelle perspective du fonctionnement cellulaire en termes de chaleur et de forces : optimales et régulées dans des conditions de santé physiologique, et altéré, dérégulé ou simplement dysfonctionnel en situation de maladie. Les applications de la cartographie thermique cellulaire et de la production d’entropie seront immédiates dans le diagnostic médical, permettant de nouvelles prévisions quantitatives et précises »indique Monroy.
« Bien d’autres restent encore insoupçonnés dans le domaine des thérapies personnalisées, notamment en médecine cellulaire, notamment pour le traitement des maladies métaboliques et du cancer« conclut le chercheur.