Des chercheurs de KU Leuven ont démontré que des particules plus volumineuses peuvent se déplacer plus rapidement, contredisant les connaissances établies. Cette avancée pourrait faciliter le développement de médicaments mieux assimilés par l'organisme.
Avez-vous déjà tenté de pousser un caddie surchargé dans un supermarché bondé le samedi ? Vous savez alors qu'un chariot lourd vous ralentit, contrairement à un panier léger. Ce principe s'applique aussi aux particules microscopiques, théorisé par Einstein au début du XXe siècle.
Un siècle plus tard, des scientifiques du Département de physique et d'astronomie de KU Leuven et de l'Université de Bordeaux ont découvert que « plus grand » peut rimer avec « plus rapide ». Cette percée ouvre des perspectives pour des médicaments absorbés plus facilement ou des substances pénétrant rapidement les parois cellulaires.
En 1827, le botaniste anglais Robert Brown observa un mouvement vibratoire aléatoire des grains de pollen dans l'eau au microscope (voir photo ci-dessus). Ce phénomène, baptisé mouvement brownien, affecte les petites particules solides comme les protéines, polymères ou virus dans un liquide ou un gaz, expliquant la diffusion spontanée – comme une goutte d'encre se dispersant dans l'eau.
En 1905, Albert Einstein proposa une théorie expliquant le mouvement brownien, confirmée expérimentalement par Jean Perrin. Selon Einstein, les particules subissent des collisions constantes avec les molécules du milieu environnant, provoquant des déplacements aléatoires.
La vitesse des particules dépend de facteurs comme leur taille – les plus grosses rencontrant plus de frottements – et la densité du milieu (liquides visqueux, membranes biologiques). Généralement, une grosse particule dans un environnement de petites est plus lente, et vice versa. Imaginez un caddie volumineux dans un supermarché bondé face à une petite fille agile slalomant vers les bonbons.
Cependant, des chercheurs de KU Leuven ont observé une exception : une particule en forme de long bâtonnet, embeddée dans un cristal de bâtonnets courts, se révèle plus mobile. Ils utilisent des virus de laboratoire, uniformes et visibles au microscope à fluorescence.
À haute concentration, les petits bâtonnets forment des couches ordonnées. Les longues tiges, moins affectées par ces structures, glissent plus librement, créant leur propre espace – comme une grande voiture se garant sans contrainte sur un parking.
Cette découverte pave la voie à des molécules optimisées pour une mobilité accrue dans des milieux complexes, avec des applications en pharmacie : pénétration rapide des cellules ou absorption facilitée des protéines.
Vidéo ci-dessous : virus courts (vert) et longs (rouge) fluorescents traversant des couches de virus courts. Microscopie à fluorescence pour les virus, interférométrie différentielle pour les couches.
