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News Release

Détecter la cocaïne « naturellement »

13 February 2013 Université de Montréal

Montréal, le 13 février 2013 – Depuis toujours, les organismes vivants mettent en œuvre des mécanismes ingénieux pour surveiller leur environnement. Dans le cadre d’un projet de recherche international, une équipe de chercheurs a réussi à adapter certains de ces mécanismes naturels afin de détecter plus précisément et plus rapidement des molécules spécifiques comme la cocaïne. Leurs travaux pourraient, dans un avenir rapproché, grandement faciliter le dépistage rapide  - moins de 5 minutes - de plusieurs drogues, maladies infectieuses et cancers.

Le professeur Alexis Vallée-Bélisle, du Département de chimie de l’Université de Montréal, a travaillé avec les professeurs Francesco Ricci,  de l’Université de Rome Tor Vergata, et Kevin W. Plaxco, de l’Université de Californie à Santa Barbara, afin d’améliorer une nouvelle nanotechnologie appelée biocapteur. Les résultats de ce projet de recherche ont été publiés récemment dans le Journal of American Chemical Society (JACS).

Vers une nouvelle génération de tests de dépistage

« La nature est sans cesse une source d’inspiration pour le développement des technologies, souligne le professeur Francesco Ricci, initiateur du projet. Plusieurs scientifiques travaillent actuellement à développer la nanotechnologie du biocapteur pour détecter - directement dans le sang et en quelques secondes - les molécules d’une drogue, d’une maladie ou d’un cancer. »

«Les biocapteurs les plus récents mis au point par les scientifiques peuvent déterminer la concentration de cocaïne dans le sang seulement quand elle est présente dans une certaine concentration, qu’on appelle fenêtre de concentration, ajoute le professeur Vallée-Bélisle. En dessous ou au-dessus de cette concentration, les biocapteurs actuels perdent une grande partie de leur précision. »

Pour surmonter cette limitation au niveau de la sensibilité, l’équipe internationale a étudié la façon dont la nature avait résolu ce problème de précision : « Dans leurs cellules, les organismes vivants utilisent souvent des molécules inhibantes ou activatrices pour programmer sur-le-champ la sensibilité de leurs récepteurs (détecteurs), qui sont capables d’identifier en quelques secondes la quantité précise de milliers de molécules, explique le professeur Vallée-Bélisle. Nous avons donc décidé d’adapter ces mécanismes d’inhibition, d’activation et de séquestration afin d’améliorer l’efficacité des biocapteurs artificiels. »

Les chercheurs ont  d’abord mis leur idée à l’épreuve en utilisant un biocapteur de cocaïne déjà existant et ont revu sa conception afin qu’il réagisse à une série de molécules inhibantes. Ils ont ainsi pu régler le biocapteur de façon à ce que sa réponse soit optimale même dans une fenêtre de concentration très étendue.  « Ce qui est fascinant, souligne Alessandro Porchetta, étudiant au doctorat à l’Université de Rome et co-auteur de l’étude, c’est que nous avons parfaitement réussi à contrôler les interactions d’un tel système en imitant des mécanismes qui se déroulent naturellement. »

« Outre les applications évidentes en matière de conception de biocapteurs, je crois que ces travaux ouvriront la voie à d’importantes applications liées à l’administration de médicaments ciblés contre le cancer, des domaines dont l’importance augmente rapidement, conclut le professeur Kevin Plaxco. La capacité de régler avec précision l’activité des biocapteurs devrait en accroître grandement l’efficacité. »

Références sur l’étude

Ces travaux de recherche ont  été financés par l’Italian Ministry of University and Research (MIUR), par le programme Grand Challenges Explorations de  la Fondation Bill & Melinda Gates, par le projet Marie Curie Actions de la Commission Européenne, par les U.S. National Institutes of Health  et par le Fonds de recherche du Québec Nature et Technologies.

Sur le Web :

  • L’article Using Distal-Site Mutations and Allosteric Inhibition To Tune, Extend, and Narrow the Useful Dynamic Range of Aptamer-Based Sensors a été publié dans le Journal of the American Chemical Society.
  • Laboratoire du professeur Alexis Vallée-Bélisle: www.labonanomachines.org
  • Laboratoire du professeur Francesco Ricci: www.francescoriccilab.com
  • Laboratoire du professeur Kevin Plaxco: http://web.chem.ucsb.edu/~plaxcogroup/
  • Département de chimie de l’Université de Montréal : www.chimie.umontreal.ca

 

 

Attached files

  • Représentation artistique : L’équipe de chercheurs a utilisé un biocapteur de cocaïne (brin vert) déjà existant et a revu sa conception afin qu’il réagisse à une série de molécules inhibantes (brins bleus). Ils ont ainsi pu régler le biocapteur de façon à ce que sa réponse soit optimale même dans une fenêtre de concentration très étendue.


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