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Modalités : Sans inscription, dans la limite des places disponibles
Public : Destiné à un public scientifique
Intervenant : Mikhail G. Shapiro, Professeur en ingénierie chimique et médicale à Caltech, lauréat Fulbright France - Chaire Tocqueville 2024/25
Étudier la fonction biologique dans des organismes intacts et développer des thérapies cellulaires ciblées nécessitent des méthodes pour imager et contrôler la fonction de cellules spécifiques en profondeur dans le corps. Les protéines fluorescentes et l’optogénétique remplissent cette fonction dans de petits spécimens translucides, mais sont limitées par la faible pénétration de la lumière dans les tissus plus profonds. En revanche, la plupart des techniques non invasives, comme l’échographie et l’imagerie par résonance magnétique – bien qu’elles utilisent des formes d’énergie qui pénètrent dans les tissus – ne sont pas efficacement couplées à la fonction cellulaire. Nos travaux tentent de combler cet écart en concevant des biomolécules dotées de propriétés physiques appropriées pour interagir avec les ondes sonores et les champs magnétiques.
Dans cette présentation, Mikhail Shapiro décrira ses travaux récents sur les rapporteurs et actionneurs biomoléculaires pour l’échographie. Les rapporteurs sont basés sur les vésicules gazeuses – une classe unique de nanostructures protéiques remplies d’air, dérivées de microbes photosynthétiques flottants. Ces protéines diffusent les ondes sonores, permettant leur détection par échographie. Il décrira ses avancées dans la compréhension des propriétés biophysiques et acoustiques de ces biomolécules, leur introduction génétique dans divers types cellulaires d’intérêt pour l’imagerie in vivo, et leur transformation en capteurs dynamiques de signaux moléculaires intracellulaires.
En plus de leurs applications en imagerie, les vésicules gazeuses peuvent être utilisées pour contrôler la localisation et la fonction cellulaires en servant de récepteurs de forces acoustiques ou en déclenchant une cavitation locale de bulles. Un contrôle supplémentaire est assuré par des commutateurs thermiques – des biomolécules qui offrent un contrôle semblable à un interrupteur de l’expression génique en réponse à de petits changements de température. Mikhail Shapiro décrira comment ces fonctionnalités permettent le développement de thérapies cellulaires télécommandées et de biomatériaux conçus.