Transparence et invisibilité possible pour la peau humaine

En étudiant la transparence des calamars opalescents, les chercheurs ont pu trouver les protéines utilisées à cet effet et l’appliquer aux cellules rénales humaines. Cette découverte pourrait permettre aux chercheurs de l’Université de Californie, de mieux comprendre les différents mécanismes cellulaires des tissus vivants et pourquoi pas aussi l’invisibilité ou la transparence.

Notre projet se concentre sur la conception et l’ingénierie de systèmes cellulaires et de tissus avec des propriétés contrôlables pour transmettre, réfléchir et absorber la lumière

Atrouli Chatterjee, ingénieur biomoléculaire de l’Université de Californie (UCI)

Le calmar Doryteuthis opalescens

Les calmars côtiers opalescents femelles (Doryteuthis opalescens) utilisent cette translucidité de leur peau pour éviter toute attention indésirable en utilisant des cellules spécialisées appelées leucophores; qui ont des particules liées à la membrane constituées de protéines de réflectine. En modifiant la disposition de ces protéines hautement réfractrices, elles peuvent changer la façon dont la lumière est transmise; ou réfléchie autour d’elles en utilisant un produit chimique organique appelé acétylcholine. En utilisant ce procédé, les calmars femelles peuvent ainsi rendre leur dos presque transparent.

En plus des calmars côtiers opalescents (Doryteuthis opalescens), les lézards volants (Draco sumatranus) peuvent aussi rendre leur peau transparente; à la seule différence qu’ils ne le font pas pour se dissimiler, mais au contraire pour attirer l’attention.

Transparence des tissus humains

Pour reproduire ce procédé dans les tissus humains, l’équipe de recherche a modifié génétiquement des cellules rénales humaines pour produire des réflectines; qui se sont regroupées sous forme de particules désordonnées dans le cytoplasme de la cellule. Comme ils l’expliquent si bien:

Nous avons été étonnés de constater que les cellules produisaient non seulement de la réflectine; mais également emballaient la protéine dans des nanostructures sphéroïdales et les distribuaient dans tout le corps des cellules.

Alon Gorodetsky, ingénieur biomédical de l’Université de Californie (UCI)

En utilisant l’imagerie de phase quantitative, les chercheurs ont montré que ces protéines modifiaient la façon dont la lumière se diffusait à travers les cellules modifiées; par rapport aux cellules rénales sans réflectine.

Ils ont ensuite exposé les cellules produisant la réflectine à différents niveaux de chlorure de sodium; et ont découvert qu’elles pouvaient ajuster les niveaux de lumière transmis à travers elles; car le sel faisait gonfler les particules de réflectine et changer leur disposition.

Donc, plus il y a de sel, plus la lumière est diffusée et plus les cellules deviennent opaques. Les cellules rénales avaient maintenant des capacités réglables de transmission de la lumière et de réflexion de la lumière; deux caractéristiques essentielles pour régler le niveau d’opacité.

D’autres recherches sont en cours pour intégrer d’autres capacité des calmars aux cellules humaines comme : le changement de couleur et l’irisation. Cependant, il y a encore du travail pour intégrer ces capacités car la culture de cellules cutanées de céphalopodes en laboratoire s’est avérée très difficile.

Cette découverte pourrait permettre dans un futur proche la capacité d’imager des tissus vivants entiers avec une meilleure clarté; la détection plus poussée d’objets indétectable; rendre des organes entiers transparents lors des opérations chirurgicales; etc… non sans oublier les innovations dans les produits grands publics.

Source : Nature Communications