Université de Tel-Aviv : un bâton lumineux pour détecter le cancer

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Une équipe de chercheurs dirigée par le Prof. Doron Shabat de l’Ecole de chimie de l’Université de Tel-Aviv a conçu une sonde lumineuse 3000 fois plus brillante que les sondes existantes, permettant de détecter et de mesurer l’activité cellulaire microscopique caractéristique du cancer.

L’étude, menée en collaboration avec le Dr. Christoph Bauer de l’Université de Genève, a été récemment publiée dans la revue ACS Central Science.

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Les bâtons lumineux utilisés comme source de lumière de secours sont basés sur le phénomène de chimiluminescence, ou production de lumière par réaction chimique. Mais ce processus peut également être utilisé dans des sondes pour la détection de molécules et donc le diagnostic médical de maladies.

“La chimiluminescence est considérée comme l’une des méthodes les plus sensibles utilisées dans les tests de diagnostic”, déclare le Prof. Doron Shabat. “Nous avons développé une méthode permettant de créer des composés hautement efficaces qui émettent de la lumière lors du contact avec une protéine ou un produit chimique spécifiques, et peuvent être utilisés, entre autres, comme des sondes moléculaires pour détecter les cellules cancéreuses”.

Les chercheurs ont constaté que le réglage de la structure électronique des sondes actuelles améliore leur fluorescence. Le nouveau mécanisme qu’ils ont développé a permis de produire une sonde chimiluminescente 3000 fois plus brillante que les sondes existantes, résistante à l’eau, et adaptée à la détection et la mesure de l’activité cellulaire qui souligne certaines pathologies, telles que le cancer.

La sonde mise au point à l’Université de Tel-Aviv pare l’un des inconvénients majeurs des sondes à chimioluminescence actuelles. En effet, la plupart des sondes lumineuses existantes utilisent un mélange composé d’une molécule émettrice qui détecte les éléments recherchés, d’une substance chimique qui émet une lumière fluorescente (fluorophore) et d’une matière semblable à du savon appelée tensioactif, qui modifie la tension entre deux surfaces et amplifie le signal à des niveaux détectables. Mais une perte d’énergie se produit au cours du processus de transfert de la molécule émettrice au fluorophore, et les tensioactifs ne sont pas biocompatibles.

“En tant que spécialiste de chimie de synthèse, nous savions comment lier structure et fonction des matières”, explique le Prof. Shabat. “En ajoutant deux atomes clés, nous avons créé une sonde beaucoup plus lumineuse que celles actuellement sur le marché. Et en outre, la molécule obtenue convient à une utilisation directe dans les cellules”.

Sur la base de cette molécule, les chercheurs ont développé des capteurs capables de détecter certains éléments chimiques biologiques. Ils ont également utilisé la molécule chimiluminescente pour mesurer l’activité de plusieurs enzymes et visualiser des cellules par microscopie.

“Nous avons ainsi mis au point une nouvelle méthodologie particulièrement puissante qui nous permet de créer des capteurs de chimioluminescence hautement efficaces pour la détection, la visualisation et l’analyse de diverses activités cellulaires”, conclue 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 israélo-américaine des sciences, la Fondation israélo-allemande et l’Initiative nationale israélienne pour la nanotechnologie.

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