La lumière de la vie de quelqu'un n'est peut-être pas seulement une autre personne, mais la lumière au sens littéral. Selon une étude récente réalisée par des chercheurs de l'Université de Calgary, chaque système vivant émet une lumière sans nécessiter une excitation externe en raison d'un phénomène biologique appelé émission de photons ultraweak (UPE).
Chez la souris, l'UPE était liée à la vitalité, car les souris vivantes ont émis une intensité de l'UPE significativement plus élevée par rapport aux souris récemment mortes. Dans les plantes, cependant, l'UPE variait en fonction de l'exposition aux facteurs de stress tels que les changements de température, les blessures et les traitements chimiques, comme indiqué dans Le Journal of Physical Chemistry Letters.
Les organismes vivants sont des laboratoires biochimiques compacts où les réactions chimiques complexes maintiennent le système en marche. Le métabolisme cellulaire, une série de réactions chimiques qui alimentent les processus de survie, produit un groupe de molécules contenant de l'oxygène hautement réactives produites comme sous-produit naturel appelé espèces ou ROS réactives de l'oxygène.
Des études suggèrent que ROS joue un rôle central dans l'UPE. Lorsque les organismes rencontrent du stress, ils activent des voies biochimiques qui génèrent des ROS, qui agissent comme des molécules de signalisation dans la réponse au stress cellulaire. Cependant, une production excessive de ROS peut entraîner un stress oxydatif, écrasant les défenses antioxydantes de la cellule. Ce stress oxydatif peut induire des processus d'excitation et de transfert d'électrons, entraînant finalement l'UPE.
Contrairement à la bioluminescence, qui produit une lumière de haute intensité visible à l'œil nu, l'UPE, également connu sous le nom d'émission de biophoton, est une libération spontanée d'une lumière de intensité extrêmement basse qui est invisible pour l'œil humain et se situe dans la plage spectrale de 200 à 1 000 nm. Cette faible lumière a été détectée sous un large éventail de formes de vie – des organismes et bactéries unicellulaires aux plantes, aux animaux et même aux humains.
En dépit d'être si largement observé, on ne sait pas grand-chose sur l'impact de la mortalité et des facteurs de stress sur l'UPE. En outre, la capacité de surveiller l'UPE en réponse aux facteurs de stress et aux blessures pourrait être un outil puissant et non invasif pour les diagnostics et la recherche médicale.
Les chercheurs ont utilisé des techniques d'imagerie avancées pour explorer la signification biologique de l'UPE en comparant directement les émissions chez les animaux vivants contre les animaux morts, tout en visualisant systématiquement les effets de la température, des blessures et des traitements chimiques sur l'UPE dans les plantes.
Pour mener à bien les expériences, les chercheurs ont conçu des enceintes ultradark pour éliminer les interférences de lumière environnementale. Ils ont ensuite utilisé une caméra de dispositif à couplage de charge (EMCCD) à tailleur d'électrons (EMCCD) pour les usines d'imagerie et une caméra de dispositif couplé de charge (CCD) avec un système IVIS pour image les changements UPE chez la souris.
Les résultats ont révélé que malgré les deux groupes ayant la même température corporelle de 37 ° C, les souris vivantes ont montré des émissions robustes, tandis que l'UPE des souris euthanasiques a été presque éteinte. Dans les plantes, une augmentation de la température et des blessures a entraîné une augmentation de l'intensité de l'UPE. Les sites blessés étaient toujours plus brillants que les pièces non blessées – un changement dans le premier a été observé une fois que le site a reçu un traitement chimique.
Cette étude établit que l'UPE peut agir comme un indicateur sensible de la vitalité chez les animaux et des réponses au stress chez les plantes. Les chercheurs suggèrent que ces résultats pourraient catalyser l'application de l'imagerie UPE en tant que technique non invasive pour la recherche biologique fondamentale et les diagnostics cliniques.
