Comprendre les gouttes actives
Toutes les gouttelettes ne sont pas identiques. En effet, certaines sont actives et d’autres passives. «Alors que les gouttelettes passives sont en équilibre ou proches de l’équilibre, les gouttelettes actives sont intrinsèquement instables», explique Job Boekhoven(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), professeur associé à l’Université technique de Munich(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (TUM). Cela signifie que, contrairement aux gouttelettes passives, les gouttelettes actives se forment en réponse à un combustible et se décomposent en son absence. En d’autres termes, les molécules qui forment les gouttelettes actives doivent être produites par des réactions alimentées par des carburants, sinon elles se désintègrent constamment. «Ce comportement n’a rien à voir avec les gouttelettes “normales”, comme celles que l’on trouve dans la vinaigrette ou le lait», ajoute Job Boekhoven. Le projet ActiDrops, financé par l’UE, aide à mieux comprendre le comportement étrange des gouttelettes actives.
Le comportement inattendu des gouttelettes actives
Coordonné par la TUM et soutenu par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le projet ActiDrops a créé des systèmes modèles qui permettent aux chercheurs d’étudier les phénomènes et les comportements uniques des gouttes actives. L’une des découvertes les plus intéressantes est que ces gouttelettes peuvent réguler leur taille lorsqu’elles sont actives. Selon Job Boekhoven, ce comportement est totalement opposé à celui que l’on observe lorsque les gouttelettes sont en équilibre. «Si vous regardez une vinaigrette, vous verrez que les gouttelettes d’huile ne sont pas stables mais continuent de croître», explique-t-il. Les chercheurs ont également découvert un nouveau comportement tout à fait inattendu: dans certaines conditions, les gouttelettes actives peuvent se transformer en une coquille de matériau de goutte. «C’est l’équivalent d’une boule de bowling solide qui se transforme en ballon de football creux», note Job Boekhoven. Selon Job Boekhoven, d’un point de vue thermodynamique, cela n’a pas de sens, car la nouvelle structure présente une plus grande surface, ce qui n’est pas souhaitable. «Ce que nous avons découvert, c’est que le comportement des gouttelettes n’est pas dû à la thermodynamique, mais à la cinétique d’activation et de désactivation», ajoute-t-il. «Comprendre pourquoi et comment les gouttelettes agissent de la sorte a été un moment très gratifiant.»
Du laboratoire à la vie - les gouttelettes actives sont partout
Les résultats du projet ont déjà un impact dans le monde réel. «Les gouttelettes actives ne sont pas une matière étrange que l’on ne trouve que dans notre laboratoire, on les retrouve partout en biologie», remarque Job Boekhoven. «Plus nous en apprenons sur elles, plus nous voyons à quel point elles sont essentielles à une vie saine.» Par exemple, après avoir découvert que les gouttelettes actives jouent un rôle clé dans les maladies, il est possible de les utiliser pour développer de nouveaux matériaux destinés à l’administration de médicaments et à des applications de biologie synthétique. Toutefois, pour ce faire, les chercheurs doivent pouvoir étudier la version biologique des gouttelettes actives. «Le modèle ascendant développé dans le cadre du projet ActiDrops permet d’effectuer ce type de recherche», explique le chercheur. Job Boekhoven et son équipe utilisent déjà ces modèles pour synthétiser la vie. «La vie synthétique révolutionnerait complètement la biotechnologie, en permettant la production de médicaments et la dégradation des plastiques indésirables et d’autres polluants», conclut-il.
