Une étude, dont les résultats intitulés «Coupling Polar Adhesion with Traction, Spring, and Torque Forces Allows High-Speed Helical Migration of the Protozoan Parasite Toxoplasma» ont été publiés dans la revue ACS Nano, a permis de mesurer en temps réel les forces exercées lors des déplacements du parasite Toxoplasma, l’agent causal de la toxoplasmose. Elle décrypte, en particulier, comment le parasite prend périodiquement appui sur la surface et utilise un système 'ressort' qui fournit l’énergie permettant sa propulsion.

Relevons tout d'abord que «près d’un tiers de la population humaine a contracté l’infection à Toxoplasma qui est le souvent bénigne dans sa phase aiguë, excepté au cours du développement fœtal». Cependant, «la toxoplasmose est potentiellement grave voire mortelle dans sa phase chronique en cas d’affaiblissement du système immunitaire».

Concrètement, le toxoplasme, qui est «transmis par ingestion d’aliments ou d’eau contaminés», apparaît comme «un microbe champion de course et prototype de la catégorie des 'migrateurs glisseurs' qui navigue au sein de tous les tissus 'à la recherche' de cellules hôtes sans lesquelles il ne peut produire de descendance».

Dans ce contexte, cette étude a «utilisé les concepts et les approches des biophysiciens, en particulier la microscopie de force résolue en temps, pour décrypter à l’échelle de la seconde et sur des dimensions sub-micrométriques, de potentielles zones de contact entre le parasite et une surface, et de capturer le développement des forces sur ces zones».

Cette approche a amené à la découverte du mécanisme de propulsion du toxoplasme. Plus précisément, «en identifiant une zone alors inconnue de contact entre la région antérieure du parasite et la surface», cette étude a établi «le caractère indispensable d’une force de traction exercée par le parasite à partir de ce point d’ancrage». Cette traction «s’accompagne de la courbure à l’avant du parasite qui coïncide avec la charge d’énergie dans un système ressort permis par un cytosquelette spiralé formé de microtubules».

Ensuite, «en adaptant les techniques récentes de l’imagerie nano-résolutive par expansion», l'étude a «modélisé les microtubules en position de ressort comprimé puis lors du relâchement qui déclenche la propulsion caractéristique en hélice de Toxoplasma».

Au bout du compte, ces travaux, qui «éclairent un mécanisme singulier d'utilisation des microtubules au sein du cytosquelette de la cellule sélectionné par ce parasite», ouvrent «des perspectives innovantes sur la fabrication de nanomoteurs et nanorobots à visée médicale ou industrielle».