En biologie cellulaire, les microsomes sont des artefacts hétérogènes ressemblant à des vésicules (~20-200 nm de diamètre) reformés à partir de morceaux du réticulum endoplasmique (RE) lorsque des cellules eucaryotes sont brisées en laboratoire ; les microsomes ne sont pas présents dans les cellules saines et vivantes.
Les microsomes peuvent être concentrés et séparés des autres débris cellulaires par centrifugation différentielle. Les cellules non brisées, les noyaux et les mitochondries sédimentent à 10 000 g, tandis que les enzymes solubles et l’ER fragmenté, qui contient le cytochrome P450 (CYP), restent en solution (g est l’accélération gravitationnelle de la Terre). À 100 000 g, ce qui correspond à une rotation plus rapide de la centrifugeuse, l’ER se sépare de la solution sous la forme d’un culot, mais les enzymes solubles restent dans le surnageant. De cette façon, le cytochrome P450 des microsomes est concentré et isolé. Les microsomes ont une couleur rouge-brun, due à la présence de l’hème. En raison de la nécessité d’un système protéique à plusieurs parties, les microsomes sont nécessaires pour analyser l’activité métabolique des CYP. Ces CYP sont très abondants dans le foie des rats, des souris et des humains, mais ils sont également présents dans tous les autres organes et organismes.
Pour obtenir des microsomes contenant un CYP spécifique ou pour des quantités élevées d’enzyme active, les microsomes sont préparés à partir de cellules d’insecte Sf9 ou dans la levure par expression hétérologue. L’expression dans Escherichia coli de protéines entières ou tronquées peut également être réalisée. Par conséquent, les microsomes sont un outil précieux pour étudier le métabolisme des composés (inhibition enzymatique, clairance et identification des métabolites) et pour examiner les interactions médicament-médicament par la recherche in vitro. Les chercheurs sélectionnent souvent les lots de microsomes en fonction du niveau d’activité enzymatique de certains CYP. Certains lots sont disponibles pour étudier des populations spécifiques (exemple : microsomes pulmonaires de fumeurs ou de non-fumeurs) ou divisés en classifications pour répondre à des niveaux d’activité CYP cibles pour les études d’inhibition et de métabolisme.
Les chercheurs utilisent les microsomes pour imiter l’activité du réticulum endoplasmique dans un tube à essai et mener des expériences qui nécessitent la synthèse de protéines sur une membrane ; ils fournissent un moyen pour les scientifiques de comprendre comment les protéines sont fabriquées sur le RE dans une cellule en reconstituant le processus dans un tube à essai.