▪ La fascination qu’exercent les effets de l’électricité sur le corps remonte à loin — très loin.
Dans les années 1770, le médecin et physicien italien Luigi Galvani bouleversa le monde lorsqu’il découvrit qu’une décharge pouvait faire bouger les jambes d’une grenouille morte.
En 1802, le chimiste allemand Johann Wilhelm Ritter développa les recherches de Galvani en électrophysiologie. Il observa comment l’interruption d’un fort courant dans les nerfs d’un muscle pouvait faire contracter le muscle.
L’électricité en tant que thérapie médicale suscita alors un grand intérêt. A la fin des années 1800, la littérature scientifique décrivit comment des décharges électriques pouvaient tuer des bactéries dans l’eau d’une rivière ou modifier la forme et la couleur des globules rouges. De grands chercheurs comme Nikola Tesla ont été parmi les premiers à tester de nouvelles expériences et à breveter du matériel électrothérapeutique.
Même si l’on s’intéresse depuis fort longtemps à l’effet de l’électricité sur le corps, jusqu’au milieu du 20e siècle bon nombre des mécanismes ne sont pas encore connus. Ce n’est qu’à partir des années 1950 que cela commence à changer. Ainsi, en 1951, le prix Nobel de médecine Alan Lloyd Hodgkin émet l’hypothèse que la dégradation d’une « enveloppe » de cellule est à l’origine de la majorité des effets observés de l’électricité.
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Hodgkin pensait que les membranes cellulaires étaient des couches d’isolants électriques et qu’un flux électrique en ouvrait les pores de façon permanente. Des pores ouverts de façon irréversible faisaient que les cellules éclataient et mouraient. Ce phénomène fut appelé électroporation, mot créé à partir des termes « électrique » et « pore ».
Toutefois, les expériences d’autres chercheurs ont fini par démontrer que l’électroporation irréversible n’était pas toujours le résultat du passage de l’électricité à travers les cellules. Les pores cellulaires sont des portes électriquement chargées. Si les impulsions de l’énergie électrique sont suffisamment faibles et brèves, les portes existantes ne s’ouvrent que temporairement. Ces cellules ne meurent pas et cet effet peut être utile car avec l’électroporation, la capacité des membranes cellulaires à avoir une stricte herméticité vis-à-vis du monde extérieur peut être manipulée pendant de courtes périodes de temps.
Il s’avère que la découverte de l’électroporation réversible a révolutionné la recherche biotechnologique. Ouvrir les pores d’une cellule a permis aux chercheurs d’introduire des éléments dans les cellules, ce qu’ils n’étaient pas capables de faire auparavant. Dans les années 1980, grâce à l’électroporation réversible, les chercheurs ont pu modifier les gènes, qu’il s’agisse de cellules de souris ou de bactéries.
Aujourd’hui, tous les laboratoires de recherche possèdent leur matériel d’électroporation. Ces équipements, appelés électroporateurs, sont utilisés pour créer entre autres des « souris knock-out » — des organismes avec des gènes modifiés afin d’étudier toutes sortes de choses, du cancer à la maladie d’Alzheimer. En outre, bon nombre des nouveaux médicaments miracle sont biologiques, c’est-à-dire qu’ils sont produits par des organismes vivants. Les biomédicaments dépendent souvent de l’utilisation de l’électroporation pour créer des lignes de cellules génétiquement modifiées afin de fabriquer des protéines thérapeutiques complexes.
▪ Les applications pratiques de l’électroporation
Jusqu’à récemment, l’électroporation était limitée au laboratoire. On l’utilisait pour introduire des molécules qui en temps normal ne seraient pas absorbées par des cellules en culture. Mais cela a changé…
Aujourd’hui cette même technologie est appliquée pour le traitement du cancer dans des organismes vivants — humains, pour être exact…
Les molécules d’ADN modifiées artificiellement, appelées plasmides, sont une plate-forme prometteuse pour traiter des maladies.
Les plasmides sont de petits anneaux d’ADN utilisés pour transformer les cellules en usines de fabrication de protéines sur-mesure. Une fois introduites dans une cellule, ces constructions de code génétique agissent comme l’ADN naturel : elles guident la production de protéines — y compris des protéines thérapeutiques. Toutefois, l’inconvénient des plasmides comme agents de guérison des maladies est qu’ils ne migrent pas très bien à l’intérieur d’une cellule — voire pas du tout.
L’électroporation résout le problème de la livraison d’ADN. Elle est utilisée dans ce but par les laboratoires depuis plusieurs dizaines d’années. Elle peut multiplier par 1 000 ou plus la capacité de molécules comme l’ADN à entrer dans des cellules.
L’administration de médicaments par électroporation n’est pas seulement utilisée pour des vaccins ADN. Elle peut être utilisée pour livrer de l’ADN conçu pour d’autres objectifs ainsi que pour améliorer la consommation de molécules thérapeutiques déjà présentes sur le marché…
Une des utilisations des thérapies géniques consiste à injecter directement dans les tumeurs. Cela consiste précisément à écrire le code de ces agents anti-cancer naturellement présents dans ses plasmides d’ADN puis à les introduire dans les cellules tumorales via l’électroporation.
Normalement, le système immunitaire a pour mission de rechercher et de détruire les cellules qui développent des mutations. Cependant, parfois, les cellules qui ont subi une mutation développent la capacité de se défendre en se cachant du système immunitaire. Alerter le système immunitaire avec ces protéines d’avertissement permet au système immunitaire de reconnaître les cellules cancéreuses et déclenche une réaction en cascade pour les détruire.
Les premiers investisseurs dans cette technologie seront à même de récolter les importants bénéfices de la percée des plates-formes d’électroporation… car ce marché est énorme.
[NDLR : Pour faire partie de ces investisseurs visionnaires, suivez les conseils de Patrick ! Tout est là…]
2 commentaires
quel est le principe de l’électroporation ?
quel est le principe de l’électroporation ?