Des nano-balances pour peser des virus
Publié par Adrien le 27/11/2018 à 08:00
Source: CEA

© Pascale Boulanger / I2BC / CEA / CNRS
Une équipe de chercheurs français a élaboré une nouvelle technologie de spectrométrie de masse basée sur des résonateurs nanomécaniques, capables de mesurer la masse de particules jusqu'alors inaccessibles aux technologies commerciales. Si l'on peut mesurer la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps...) d'un camion (Le camion est un véhicule routier de plus de 3,5 tonnes, destiné à transporter des marchandises. Le camion se distingue du véhicule léger sur le plan technique (charge à l'essieu...) ou d'un atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps...), les chercheurs ne disposaient jusqu'ici d'aucun outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une plus grande...) pour peser certains nano-objets appartenant à des gammes de masses intermédiaires entre ces deux extrêmes. L'équipe du CEA, du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), de l'Inserm, et des Universités Grenoble-Alpes et Paris-Sud, a démontré l'efficacité de cette nano-balance en mesurant la masse de la capside d'un virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme...) bactériophage (Un bactériophage (ou phage) est un virus n'infectant que des bactéries. En grec, phageton signifie nourriture/consommation. On les appelle également virus bactériens. Ce sont des outils fondamentaux de...), expérience décrite dans l'édition de Science du 23 novembre 2018.

Les technologies actuelles de mesure de masse peuvent peser un camion de plusieurs tonnes ou un atome d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), mais un vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) technique existe pour tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) une gamme de masses intermédiaires, notamment dans le domaine des objets nanométriques où se trouvent la plupart des virus, certains biomarqueurs de pathologies comme les cancers ou les maladies dégénératives, ou encore certaines nanoparticules synthétiques à visée biomédicale. 

Les chercheurs ont voulu combler ce vide en concevant un système en trois étages: nébulisation* des espèces en solution, focalisation du faisceau de particules et mesure de la masse de ces particules par 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 « petit rets »,...) de nanorésonateurs mécaniques. 

Un virus sur la nano-balance, un outil de choix dans la lutte contre l'antibiorésistance 

Grâce à ce nouveau système, l'équipe a pu mesurer la masse d'une capside de virus, celle du phage T5 (100 megadaltons**). Ce virus tueur de bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le...) est un représentant des bactériophages, qui sont considérés comme une alternative prometteuse aux antibiothérapies classiques. Sa composition moléculaire est connue, sa masse théorique l'est aussi, mais les instruments commerciaux ne pouvaient pas, jusqu'alors, mesurer précisément sa masse. Pourtant, cela permettrait un contrôle-qualité de la production de ce virus ou d'autres bactériophages en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) d'une phage-thérapie par exemple.

Ce système peut donc répondre à ce besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les...), avec un gain d'efficacité de détection un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un...) de fois plus précis par rapport aux systèmes nanomécaniques existants, dans un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) d'analyse et avec une consommation d'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) compatible avec un usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) en routine. 

Notes:
* Nébulisation: vaporisation sous pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) d'un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.)
** 1 dalton: environ la masse d'un atome d'hydrogène. L'échelle de masse d'une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui...) dans une cellule varie de quelques dizaines à la centaine de milliers de daltons.


Références:
“Neutral Mass Spectrometry of Virus Capsids Above
100 Megadaltons with Nanomechanical Resonators”, Sergio Dominguez-Medina et. al., Science, Novembre
2018.
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