Restez toujours informé: suivez-nous sur Google Actualités (icone ☆)
Les alvéoles des poumons sont couvertes d'un film de lipides et de protéines qui joue un rôle clé dans le processus de la respiration, et fait défaut chez certains enfants prématurés. Une équipe de chercheurs interdisciplinaire (Laboratoire de Génie Chimique de Toulouse, Hôpital de Scanie, Université de Lund) a mis au point une méthodologie pour étudier ce film, et suggérer des améliorations du traitement clinique permettant de le reconstituer. Les résultats sont publiés dans la revue ACS Central Science.
Un extrait clinique utilisé pour les naissances prématurées est concentré dans un dispositif millifluidique, ce qui génère la formation d'une couche multilamellaire, similaire au film couvrant les alvéoles pulmonaires.
Lorsque nous respirons, des échanges gazeux (apport d'oxygène et évacuation du dioxyde de carbone) se produisent dans des millions d'alvéoles à l'intérieur de nos poumons. Le film alvéolaire, constitué d'un mélange de lipides et de protéines appelé tensio-actif pulmonaire, joue un rôle vital dans le processus respiratoire: son absence est la cause de syndromes de détresse respiratoire, qui affectent notamment les nouveau-nés prématurés.
Pour mieux comprendre la relation entre la composition du tensioactif et la structure du film pulmonaire, une équipe de chercheurs du Laboratoire de génie chimique de Toulouse (LGC, CNRS/Institut national Polytechnique/Université Paul Sabatier), en collaboration avec l'Hôpital de Scanie et l'université de Lund, en Suède, a mis au point un dispositif millifluidique qui permet en manipulant de très faibles volumes de fluides d'obtenir un film de tensio-actif pulmonaire, et de caractériser sa composition et sa structure. Leur étude suggère également des voies d'amélioration du traitement aujourd'hui utilisé pour soigner les nouveaux-nés prématurés chez lesquels le tensio-actif pulmonaire fait défaut.
Les chercheurs se sont attachés à reproduire des conditions thermodynamiques réalistes de la respiration. En effet, le film pulmonaire est placé à l'interface entre l'air inspiré, humide mais pas saturé, et le milieu cellulaire, riche en eau, ce qui induit des conditions hors-équilibre. Leur dispositif mime ces conditions. Il est constitué d'un capillaire connecté d'un côté à un réservoir de tensio-actif de substitution (utilisé comme traitement dans les hôpitaux), et de l'autre à une entrée d'air d'humidité contrôlée. Ils ont ainsi pu observer à l'interface air-liquide la formation d'un film de structure multilamellaire à l'interface air-liquide, dont ils ont pu mesurer les caractéristiques à l'aide de microscopies optiques, spectroscopiques et diffusionnelles.
L'étude a révélé que l'hétérogénéité du film est directement liée aux conditions hors-équilibre reproduite par l'expérimentation. En revanche, l'ajout de cholestérol, présent dans le tensioactif pulmonaire naturel mais absent dans l'extrait clinique utilisé en traitement, permet la formation d'un film barrière extrêmement homogène. Cette observation suggère des voies d'amélioration des traitements, et une meilleure compréhension des liens entre composition, structure et fonctions dans ces membranes biologiques.
Cette publication s'inscrit dans le projet ANR "Coating".
Références publication:
The Impact of Nonequilibrium Conditions in Lung Surfactant: Structure and Composition Gradients in Multilamellar Films,
Jenny Marie Andersson, Kevin Roger, Marcus Larsson, and Emma Sparr.
ACS Central Science (2018)
DOI: 10.1021/acscentsci.8b00362
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscentsci.8b00362
Contact chercheur:
Kevin Roger – LGC
Populaires