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Les applications de la bioluminescence

    Toutes les applications liées à la bioluminescence sont en rapport avec un des réactifs de ce phénomène, l'ATP (adénosine triphosphate). Cet ATP est présent dans chaque cellule vivante, quelque soit l'organisme, c'est cette molécule qui fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement du métabolisme de la cellule.

    La principale application est la quantification de la biomasse dans un échantillon à analyser, par exemple. On injecte dans l'échantillon les réactifs nécessaire à la réaction de la bioluminescence ( voir partie 1 ). Ils vont réagir avec l'ATP présente dans l’échantillon, si il y en a. Cette réaction va donc émettre de la lumière, que l'on va mesurer avec un luxmètre. Donc la quantité d'ATP présente est directement liée à l'intensité lumineuse que la réaction produit. Plus il y a d'ATP, plus l'intensité lumineuse est grande, c'est pourquoi on peut quantifier la biomasse dans des échantillons. Cette technique d’analyse permet d’être rapide et donc de réagir plus vite.

Elle est utilisée dans les cas suivants :


    Par exemple, dans l'agro-alimentaire, l'ATPmétrie est utilisée pour détecter l’éventuelle présence de cellules somatiques dans le lait, ce qui indiquerait une infection au niveau du pis de la vache. C'est un exemple parmi d'autres car on l'utilise aussi pour contrôler la viande, les produits à base d’œufs, les boissons à base de fruits ou encore les produits dont la fabrication nécessite des levains. 


    L'ATPmétrie est aussi utilisée pour connaître la quantité d’organismes vivants dans un échantillon d'eau provenant d'une station d'épuration, et de réagir au plus vite dans le cas où le taux de bactérie, et autres organismes vivants nocifs pour notre santé, dépasserait le seuil maximal.

    Mais on l'utilise aussi pour faire des analyses quantitatives et qualitatives de toxicité, de présence de métaux lourds. En effet, dans l’échantillon contenant de l'ATP, une réaction de bioluminescence va se faire mais la lumière émise va être plus ou moins absorbée, en fonction de la quantité d’espèces chimique toxique, de métaux lourds présents. Plus il y a de métaux lourds, moins l'intensité lumineuse sera grande.

    Ces techniques de détection de l'ATP, d'organismes vivants comme les bactérie sont beaucoup utilisées en médecine notamment :


   Toute ces applications sont toujours en fonction de la quantité d'ATP.

    On utilise aussi la bioluminescence pour de l'imagerie médicale :

    Par exemple en cancérologie. Il y a généralement un problème qui se pose quand un individu est atteint d'un cancer, c'est la dissémination de cellules issues de la tumeur dans une autre partie du corps. Une fois la dispersion effectuée, il est plus difficile de traiter la maladie. Pour pouvoir suivre l’évolution in vivo en temps réel de la tumeur, et aussi de tester l'efficacité du traitement, on transfert le gène codant la production de luciférase dans des cellules de la tumeur principal, avant la dissémination de ces dernières. De ce fait, en injectant de la luciférine dans le corps de l'individu, la luciférine et la luciférase vont réagir et émettre de la lumière. Avec des caméras très sensibles à la lumière, on peut ensuite, par ordinateur, visualiser les endroits où il y a des cellules cancéreuse, même après la métastase. En sachant où se trouve les cellules tumorales, on peut donc mieux traiter le cancer. Dans ce cas, l'imagerie a été faite sur des souris, on ne peut malheureusement pas encore appliquer cette technique sur des êtres vivants plus grands, car les tissus atténuent fortement la lumière qui est émise à l'intérieur du corps.