Karu T.I. et al. - Laser hélium-néon et augmentation de l’ATP cellulaire : étude expérimentale in vitro

Cette publication de 1995 rapporte qu’une irradiation par laser hélium-néon à 632,8 nm augmente de façon transitoire la quantité d’adénosine triphosphate mesurée dans des cellules HeLa cultivées en laboratoire. Il s’agit d’un travail expérimental sur cellules en culture, et non d’un essai clinique chez l’humain.

Ce que cette publication a montré

Avant ce travail, l’effet de la lumière rouge sur les cellules vivantes était constaté sans être expliqué. Tiina Karu, physicienne russe, cherchait un indicateur mesurable capable de relier une exposition lumineuse à une réponse cellulaire objective. Elle a choisi l’ATP, ou adénosine triphosphate, la molécule qui sert de monnaie énergétique à toutes nos cellules : elle est fabriquée par les mitochondries et consommée dès qu’une cellule travaille, se divise ou se répare.

Le principe de l’expérience est simple. Une monocouche de cellules HeLa, une lignée cellulaire humaine de laboratoire, a été irradiée par un laser hélium-néon. La quantité d’ATP a ensuite été mesurée à plusieurs temps par la technique bioluminescente à la luciférine-luciférase, qui émet de la lumière en présence d’ATP.

Les résultats principaux

Les valeurs rapportées dans l’article sont les suivantes.

• Longueur d’onde utilisée : 632,8 nm, celle du laser hélium-néon.
• Dose délivrée : 100 J/m², en 10 secondes d’exposition.
• Mesures effectuées entre 5 et 45 minutes après l’irradiation.
• Niveau de référence en phase log : 0,79 ± 0,09 x 10^-15 mole par cellule.
• Aucune variation pendant les 15 premières minutes suivant l’irradiation.
• Pic d’ATP 20 minutes après l’irradiation, à 170,8 % du niveau contrôle.
• Retour lent au niveau contrôle après ce pic.
• Réponse maximale d’environ 190 % pour des cellules en fin de phase logarithmique et début de plateau.
• Effet insignifiant pour des cellules en phase de latence.

Le dernier point compte autant que le pic lui-même : la réponse dépend de l’état des cellules au moment de l’exposition. Une même lumière, sur les mêmes cellules, ne produit pas le même effet selon leur phase de croissance.

Comment la lumière agit sur la mitochondrie

La mitochondrie est le compartiment de la cellule où se fabrique l’ATP, au terme d’une suite de réactions appelée chaîne respiratoire. L’hypothèse défendue par Tiina Karu est que certains composants de cette chaîne absorbent la lumière rouge et proche infrarouge, et que cette absorption modifie leur fonctionnement. Une hausse mesurable d’ATP après irradiation est un argument en faveur de cette lecture, puisqu’elle place la mitochondrie au centre de la réponse.

Cette publication ne démontre pas à elle seule le mécanisme en cause. Elle fournit le maillon manquant entre une exposition lumineuse et une variation métabolique chiffrée.

Les limites à connaître

Il s’agit d’une étude de laboratoire sur cellules en culture. Aucun patient, aucun tissu vivant, aucun essai clinique n’est concerné. Les cellules HeLa sont par ailleurs une lignée cancéreuse immortalisée dont le métabolisme ne reflète pas celui d’une cellule humaine ordinaire dans son tissu d’origine.

La variation observée est transitoire et revient au niveau initial. Rien dans ce travail ne permet d’affirmer qu’une exposition lumineuse soulage une douleur, accélère une cicatrisation ou améliore un symptôme chez une personne. Enfin, l’article date de 1995 : les connaissances sur les mécanismes de la photobiomodulation ont beaucoup évolué depuis.

Pourquoi ce travail fait référence

Il apporte une mesure là où il n’y avait qu’une observation. En reliant une longueur d’onde, une dose et un délai précis à une variation chiffrée d’un marqueur énergétique, il a rendu le phénomène étudiable par d’autres équipes. Le protocole est reproductible et le dosage de l’ATP est devenu depuis un critère courant dans les travaux sur la photobiomodulation.

Questions fréquentes

Qu’est-ce que l’ATP exactement ?

L’adénosine triphosphate est la molécule qui transporte l’énergie à l’intérieur des cellules. Les mitochondries la fabriquent, la cellule la consomme pour à peu près toutes ses activités. Son niveau donne donc une indication de l’activité métabolique du moment.

Un laser hélium-néon, est-ce la même chose qu’une LED rouge ?

Non. Le laser hélium-néon émet à 632,8 nm une lumière cohérente et très étroite en longueur d’onde. Une LED émet sur une bande plus large et sans cohérence. Les résultats obtenus avec l’un ne se transposent pas tels quels à l’autre.

Cette étude prouve-t-elle un bénéfice pour la santé ?

Non. Elle décrit une variation biochimique sur des cellules en boîte de culture. Un effet mesuré in vitro ne préjuge en rien d’un bénéfice chez une personne, qui réclamerait des essais cliniques.

Référence

Karu T, Pyatibrat L, Kalendo G. Irradiation with He-Ne laser increases ATP level in cells cultivated in vitro. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 1995. PMID 7769534. Consulter l’étude sur PubMed

Cette synthèse est fournie à titre informatif et ne constitue pas un avis médical. La photobiomodulation ne remplace pas un traitement prescrit. Parlez-en à un professionnel de santé.