$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
L’utilisation de la lumière pour stimuler les cellules et les tissus vivants est en train de changer la donne dans la recherche biomédicale, offrant des capacités de stimulation sans contact avec une résolution temporelle et spatiale précise 1,2,3,4,5,6. L’optogénétique, qui consiste à modifier génétiquement les cellules pour exprimer des canaux ioniques sensibles à la lumièreou des pompes 7,8. Cette approche a démontré une efficacité impressionnante dans la régulation des cellules des tissus vivants ; Cependant, sa dépendance au transfert de gènes viraux a entravé son adoption généralisée dans la recherche et les applications cliniques.
Pour surmonter cette limitation, des matériaux organiques et inorganiques ont été utilisés comme transducteurs sensibles à la lumière pour développer des techniques de stimulation non génétiques, basées sur des matériaux, médiées par la lumière 9,10. Les phototransducteurs organiques nanostructurés 11,12,13,14,15 ont récemment démontré un succès remarquable dans le déclenchement de réponses cellulaires dans diverses applications, notamment les neurones, les cardiomyocytes et les cellules musculaires squelettiques.
Ici, nous proposons Ziapin216,17,18, un dérivé d’azobenzène, pour étudier la propagation du Ca2+ dans les tissus cardiaques laminaires modifiés. La structure amphiphile de la molécule permet un ciblage précis de la membrane plasmique cellulaire, tandis que le noyau d’azobenzène permet l’isomérisation induite par la lumière, conduisant à son changement de conformation 16,17,18. Dans les cellules cardiaques, cette isomérisation trans-to-cis modifie l’épaisseur de la membrane plasmique, induisant une cascade d’effets qui génère un potentiel d’action, qui à son tour déclenche le processus d’excitation-contraction 19,20,21.
De plus, nous décrivons le processus de fabrication d’une plate-forme conçue pour la croissance anisotrope du tissu cardiaque22 et détaillons le dispositif expérimental utilisé pour le déclenchement optique et la surveillance de son activité, en mettant l’accent sur l’acquisition de la dynamique Ca2+ dans le tissu23,24. Enfin, nous comparons les signaux acquis avec ceux obtenus par stimulation électrique, qui est considérée comme l’étalon de référence. Dans l’ensemble, ce protocole met en évidence l’application d’un nouveau transducteur sensible à la lumière pour faire progresser notre compréhension du comportement cellulaire cardiaque, en particulier dans le contexte des tissus modifiés.