La microrhéologie: l'étude des milieux complexes
Financé par l'UE, le projet ACTIVE («Active microrheology for probing stress transmission in complex media») a appliqué une microrhéologie passive et active à la reconstitution in vitro des réseaux du cytosquelette afin de trouver des réponses. Les techniques de microrhéologie peuvent aider à déterminer les propriétés globales et locales telles que la viscoélasticité d'un matériau après mesure du déplacement des particules sondes à l'état colloïdal dans un échantillon. L'idée était d'utiliser un ensemble minimal de protéines sélectionnées pour reconstruire le réseau cytosquelettique et de déterminer leurs rôles et propriétés. À cet égard, les chercheurs ont dû préparer et caractériser des réseaux d'actomyosine, construire des configurations de microrhéologie active de base optique et implémenter une méthodologie et un logiciel analytique appropriés. Ils ont réussi à développer un système d'imagerie confocale avec des pinces optiques holographiques pour l'imagerie et le piégeage optiques en 3D à l'échelle microscopique. Les applications potentielles comprennent la fabrication de dispositifs photoniques de base colloïdale, la microrhéologie active en 3D et les études à haut rendement de la dynamique de la biologie cellulaire. Utilisant un système de modèle cytosquelettique in vitro, les chercheurs ont étudié le rôle de la protéine myosine II dans l'évolution, la structure et la dynamique du réseau cytosquelettique. Cette protéine est capable de faciliter l'auto-assemblage et l'auto-organisation du cytosquelette par réticulation et régulation de l'actine. Les membres du projet ont utilisé des mesures microrhéologiques des réseaux d'actine-F pour déterminer la réponse non linéaire de ces systèmes complexes face aux perturbations. Un modèle à double fluide a servi à comparer les données théoriques et expérimentales sur les propriétés viscoélastiques au niveau global et local concernant différentes fourchettes de maillage. Une bonne corrélation a été trouvée entre les résultats expérimentaux et théoriques dans la réponse de régime intermédiaire. Les outils ACTIVE ont permis la caractérisation de structures liquides complexes telles que les cellules biologiques. Les autres applications comprennent les mesures viscoélastiques et la caractérisation rhéologique de milieux complexes tels que les formulations tensioactives, de polymères et de protéines. Cela devrait être particulièrement utile aux secteurs pharmaceutiques, chimiques et biomédicaux.
Mots‑clés
Microrhéologie, milieu complexe, cytosquelette, transmission de stress, viscoélasticité, colloïdal, protéine, actomyosine, imagerie confocale, piégeage optique, dynamique cellulaire
