GELLIGHT ou la séance de gym lumineuse pour soigner les maladies du cœur

Des outils "intelligents" pour la médecine de demain.

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Un slime sensible à la lumière, voilà une nouvelle arme qui sera à disposition des médecins pour comprendre et aider à soigner les maladies graves comme les maladies cardiaques.

Dans cette course pour la vie, les chimistes jouent un rôle très important pour épauler les médecins dans leur travail. Ce n’est pas exactement un slime qu’ils créent, mais un gel intelligent, qui change de forme grâce à la lumière. C’est un outil précieux qui permettra d’étudier des petits morceaux de tissus cardiaques.

En jouant avec différentes couleurs de lumière, le gel se déformera et avec lui le tissu cardiaque pour mimer sous le microscope du chercheur certaines perturbations similaires à celles d’un cœur malade. C’est malin, c’est l’objectif du projet GELLIGHT.

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Soigner les maladies cardiaques, le défi du 21e siècle.

Dans les pays occidentaux, de nombreuses personnes souffrent de maladies cardiaques, souvent en raison d’un surpoids, d’un manque de pratique sportive ou parce qu’ils fument. La conséquence est que leurs artères se bouchent progressivement, réduisant la quantité de sang arrivant au cœur. Ce qui est catastrophique ! Car notre cœur ne peut pomper assez de sang pour nourrir notre corps. Les maladies cardiaques sont l’une des causes principales de mortalité dans le monde.

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Une artère

C’est un vaisseau sanguin qui distribue le sang venant du coeur aux organes.

Le tissu

Un tissu est composé de cellules semblables qui travaillent ensemble pour assurer le bon fonctionnement d’un organe. Pour le cœur, on parle de tissus cardiaques.  

Il faut donc opérer les patients pour déboucher les artères. Mais parfois, les artères ou les tissus cardiaques sont tellement abîmés qu’il faut les remplacer par des nouveaux. Certaines équipes dans le monde développent des petits morceaux de cœur faits à partir de cellules spéciales dites « souches », on appelle ces morceaux des implants. Ils peuvent être utilisés pour remplacer le morceau de cœur malade.

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Le gel

C’est un matériau solide qui peut être aussi bien mou que dur. A l’échelle microscopique, il est composé de longues chaines moléculaires liées entre elles par des « noeuds ».

Soigner les gens affectés par une maladie cardiaque est nécessaire, mais encore faut-il que les médecins disposent de tous les outils pratiques pour étudier notre cœur et comprendre ce qui débloque.

En effet, tu sais que quand ton cœur bat, il se contracte et se décontracte sans relâche. La pression du sang augmente puis diminue entre chaque battement. Tout bouge en permanence dans ton corps. Tu comprends donc qu’un tissu cardiaque subit de nombreuses tensions. Un étirement par-ci, une contraction par-là ! Une vraie gymnastique ! Mais s’il est malade, il résiste mal à toutes ces tensions qui se modifient et s’amplifient.

Coup de projecteur sur ce gel sensible à la lumière!

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Structure moléculaire du gel

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Pour mieux comprendre les maladies cardiaques, les Universités de Toulouse et du Mans recréent en laboratoire un système qui mime les tensions du cœur malade. Ce système est un gel. Comme une éponge, celui-là absorbe de l’eau et la retient sans se dissoudre.

Les morceaux de tissus cardiaques adhèrent très bien à sa surface. Rapide et efficace, ce gel change de forme en fonction de la lumière. Si la lumière est bleue, le gel se relâche, si la lumière passe au vert, il se contracte et durcit.

Avec lui, le petit morceau de cœur bouge en même temps que le gel fait sa gymnastique, directement sous le microscope du chercheur. Pratique !

C’est le projet GELLIGHT, soutenu par l’Agence Nationale de la Recherche.

Crédit @ Natalya Kebalo

Est-il facile de synthétiser un gel sensible à la lumière ?

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Pas vraiment en réalité. Les chimistes de Toulouse exploitent toutes leurs connaissances de la chimie pour créer un gel qui contient des molécules sensibles à la lumière. On parle de molécules photosensibles. Ces molécules ont la propriété de changer de forme suivant la couleur de la lumière qui les irradie. En changeant de forme, le gel se ramollit, ou au contraire, il se contracte. Ce qui est commode pour faire bouger des cellules humaines piégées à l’intérieur.

Construire ce gel photosensible n’est pas aussi simple cependant. Outre les nombreuses réactions chimiques à maîtriser, il faut s’assurer que ce gel soit inoffensif pour les cellules humaines. Le travail des chercheurs se focalise donc sur l’utilisation de molécules sensibles à la lumière visible, la lumière composant les arcs-en-ciel. Ces conditions sont ainsi idéales pour conduire les expériences sous microscope en toute sécurité pour les cellules.

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Molécules photosensibles

Qui changent de forme ou se décomposent quand illuminées par certains types de lumières

Lumière visible

C’est la partie du spectre lumineux qui peut être détectée par les yeux humains.

Un hydrogel qui fait de la gymnastique, ça peut servir à quoi d’autre ?

En médecine, de tels gels intelligents peuvent distribuer des médicaments où on veut quand on veut dans le corps, ou encore servir de super-muscle artificiel. Ils peuvent aussi servir à former des robinets microscopiques pour faire circuler des liquides dans des dispositifs électroniques. 

 

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Tu n’es pas pas prêt de t’auto-réparer comme Wolverine, ni d’équiper ton corps de gadget sophistiqués comme Iron Man. Mais, tu peux compter sur les chercheurs pour trouver des solutions aussi fantastiques que viables pour soigner les maladies graves. 

Un projet multipartenaires: