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Posté par Isabelle le Mardi 12/06/2018 à 00:00
Glycosciences: vers des biocapteurs pour identifier les groupes sanguins
Créer des biocapteurs modulaires à usage médical pour nos groupes sanguins ? C'est désormais envisageable puisque des chercheurs du Centre de recherches sur les macromolécules végétales (CNRS) et du Centre de biotechnologie industrielle autrichien (ACIB, Graz) sont parvenus à rendre spécifique à certains groupes sanguins le récepteur qu'une bactérie utilise pour se lier aux cellules humaines, grâce à l'ajout d'acides aminés non naturels. Ces récepteurs pourront être inclus dans des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une...) pour identifier les groupes sanguins. Cette approche de glycosciences a été publiée dans la revue ACS Chemical Biology.

Les surfaces de nos cellules sont recouvertes d'une couche composée de sucres, clé des interactions avec de nombreuses protéines. Lors d'une infection par une bactérie, cette dernière vient ainsi se lier aux sucres sur nos cellules, via un récepteur protéique bactérien. Des chercheurs du Centre de recherches sur les macromolécules végétales (CNRS) et du Centre de biotechnologie (L’OCDE définit les biotechnologies comme "l’application de la science et de la technologie aux organismes vivants à d’autres matériaux...) industrielle autrichien (ACIB, Graz) ont réussi à modifier la façon dont un tel récepteur interagit avec les groupes sanguins humains.

Les scientifiques ont d'abord modifié certains acides aminés d'une bactérie: pour cela, ils ont fait synthétiser par la bactérie des protéines contenant des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une...) de fluor (Le fluor est un élément chimique de symbole F et de numéro atomique 9. Il s'agit du premier élément de la famille des halogènes, de masse atomique 19.) dans des positions précises, en lui fournissant des molécules fluorées. Des études structurales et de la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle...) computationnelle ont ensuite permis de déterminer les effets moléculaires du fluor sur la structure du récepteur de la bactérie. Modifiant cette structure, le fluor en affecte les propriétés, avec l'apparition d'une affinité plus forte pour les oligosaccharides (polymères formés de sucres) du groupe sanguin (Un groupe sanguin est une classification de sang reposant sur la présence ou l'absence de substances antigéniques héritées à la surface des globules rouges (hématies). Ces...) A. Des récepteurs modifiés permettront ainsi d'identifier différents groupes sanguins selon les besoins.

Cette approche de glycobiologie de synthèse ouvre de nouvelles possibilités pour l'ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements d'une installation technique ou industrielle.) de récepteurs avec le développement de systèmes de détection modulaires. Ces biocapteurs programmables auront un large éventail d'applications dans le diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de δια-, dia-, „par, à travers, séparation, distinction“ et γν?ση, gnósi, „la connaissance“,...) médical et la surveillance environnementale.

Ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) va se poursuivre au travers d'un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un...) européen ITN Marie Sk?odowska Curie qui rassemble six équipes académiques et quatre compagnies pour utiliser la glycobiologie de synthèse dans des applications en diagnostic et ciblage thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.).

Référence publication:
Felix Tobola, Mickael Lelimousin, Annabelle Varrot, Emilie Gillon, Barbara Darnhofer, Ola Blixt, Ruth Birner?Gruenberger, Anne Imberty et Birgit Wiltschi
Effect of non-canonical amino acids on protein-carbohydrate interactions: Structure, dynamics and carbohydrate affinity of a lectin engineered with fluorinated tryptophan analogs.
ACS Chemical Biology ? Mai 2018
DOI: 10.1021/acschembio.8b00377

Contact chercheur:
Anne Imberty, CERMAV UPR5301

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Source: CNRS-INC
 
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