Les chercheurs de l’Université de Tel Aviv ont conçu une nouvelle sonde pour identifier et mesurer l’activité cellulaire microscopique.
La chimiluminescence, ou la lumière chimique, est le principe derrière les bâtons lumineux (également appelés bâtons lumineux) utilisés lors des concerts de rock et comme des outils rapides pour saisir quand l’électricité s’éteint. Mais ils peuvent également être utilisés pour diagnostiquer les maladies en identifiant les concentrations d’échantillons biologiques. Un nouveau mécanisme développé par les chercheurs de l’Université de Tel Aviv produit une sonde chimioluminescente résistante à l’eau, plus efficace avec une application particulière au diagnostic médical et au cancer.
La recherche a révélé que le réglage de la structure électronique des sondes actuelles améliore leur fluorescence inhérente. Cela pourrait conduire à l’invention d’un nouveau système à un seul composant avec de multiples applications y compris la détection et la mesure de l’activité cellulaire qui souligne certaines pathologies, telles que le cancer. L’étude a récemment été publiée dans l’ACS Central Science.
«La chimiluminescence est considérée comme l’une des méthodes les plus sensibles utilisées dans les tests de diagnostic», a déclaré le professeur Doron Shabat de l’École de chimie de TAU, qui a dirigé la recherche. « Nous avons développé une méthode pour préparer des composés hautement efficaces qui émettent de la lumière lors du contact avec une protéine ou un produit chimique spécifique. Ces composés peuvent être utilisés comme des sondes moléculaires pour détecter les cellules cancéreuses, entre autres ».
Réparer un problème
La recherche, menée en collaboration avec le Dr Christoph Bauer de l’Université de Genève, répare un «problème» de perte d’énergie dans les sondes chimiques à chimioluminescence. La plupart des systèmes utilisent un mélange d’une molécule d’émetteur qui détecte les espèces d’intérêt, et deux autres ingrédients supplémentaires – un fluorophore et une substance semblable à un savon appelé tensioactif – qui amplifient le signal à des niveaux détectables. Mais l’énergie est perdue dans le processus de transfert de la molécule émetteur au fluorophore, et les tensioactifs ne sont pas biocompatibles.
« En tant que chimistes synthétiques, nous savions comment lier la structure et la fonction», a déclaré le Prof. Shabat. ‘En ajoutant deux atomes clés, nous avons créé une sonde beaucoup plus lumineuse que celles actuellement sur le marché. De plus, cette molécule particulière convient à une utilisation directe dans les cellules ».
Sur la base de cette molécule, les chercheurs ont développé des capteurs pour détecter plusieurs produits chimiques biologiquement pertinents. Ils ont également utilisé la molécule chimioluminescente pour mesurer l’activité de plusieurs enzymes et des cellules d’images par microscopie.
« Cela nous donne une nouvelle méthodologie puissante avec laquelle nous pouvons préparer des capteurs de chimioluminescence hautement efficaces pour la détection, l’imagerie et l’analyse de diverses activités cellulaires », a déclaré le Prof. Shabat. Les chercheurs explorent actuellement les moyens d’amplifier la chimioluminescence des nouvelles sondes pour l’imagerie in vivo.
La recherche a été financée en partie par la Fondation israélienne pour la science, la Fondation binationale des sciences, la Fondation allemande d’Israël et l’Initiative nationale israélienne sur la nanotechnologie.
