Création de la première carte thermique de globules rouges individuels

Les scientifiques ont découvert une nouvelle méthodologie pour mesurer la production d’entropie à l’échelle nanométrique et dans le domaine des globules rouges, des cellules sanguines.

El equipo internacional de investigación lo han integrado investigadores de la Universidad de Padua en Italia, la Universidad Georg August de Gotinga en Alemania, la Universidad de Barcelona (UB), la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y la Universidad Francisco de Vitoria, en Espagne,

Les chercheurs ont mesuré le flux thermique de chaque globule rouge, appelé taux de production d’entropie.

L’entropie est souvent associée au désordre et au chaos, mais dans le monde de la biologie, elle est liée à l’efficacité énergétique et étroitement liée au métabolisme, l’ensemble des réactions chimiques qui soutiennent la vie. “Caractériser la production d’entropie dans les systèmes vivants est crucial pour comprendre l’efficacité des processus de conversion d’énergie”, déclare Félix Ritort, chercheur principal de l’étude et membre du laboratoire des petits biosystèmes de la Faculté de physique et de l’Institut des nanosciences et nanotechnologies de l’UB (IN2UB).

La mesure de la production d’entropie dans les systèmes physiques et biologiques liés au changement climatique, dans les systèmes activement dissipatifs et dans les cellules vivantes suscite un grand intérêt. Cette avancée a des implications considérables pour la compréhension du métabolisme et de la transduction d’énergie dans les systèmes vivants. “La chaleur est un symptôme de la santé cellulaire, et cette découverte pourrait ouvrir une nouvelle voie pour déterminer la santé des tissus”, conclut Ritort.

Les chercheurs ont mesuré le flux de chaleur provenant des forces métaboliques actives à l’intérieur des cellules sanguines et le scintillement émergent de la membrane cellulaire. La méthodologie, basée sur des mesures de fluctuations du mouvement des particules, a été testée expérimentalement sur des particules colloïdales piégées optiquement et appliquée aux globules rouges. Pour les globules rouges, les auteurs ont utilisé des approches expérimentales basées sur la manipulation optique, la détection optique et la microscopie à imagerie ultrarapide en direct.

Deux globes rouges. (Photo : Janice Haney Carr / CDC / Fondation drépanocytaire de Géorgie / Jackie George / Beverly Sinclair)

Ivan di Terlizzi, de l’Université de Padoue, et Marta Gironella, de l’Université de Barcelone, ont signé l’étude en tant que premiers auteurs. Marc Baiesi, de l’Université de Padoue, a dirigé les calculs théoriques. Trois équipes expérimentales ont réalisé les tests expérimentaux : le Small Biosystems Lab, dirigé à l’UB par Félix Ritort ; le groupe de Timo Betz, à l’Université de Göttingen, et le groupe dirigé par Francisco Monroy, à l’Université Complutense de Madrid et à l’Institut de Recherche en Santé de l’Hôpital 12 de Octubre, en collaboration avec Diego Herráez-Aguilar, à l’Institut Francisco de Victoire de Madrid.

L’étude s’intitule « Règle de somme de variance pour la production d’entropie ». Et cela a été publié dans la revue académique Science. (Source : Université de Barcelone)