Des bioingénieurs de l'Université de Rome Tor Vergata et de l'Université de Montréal ont conçu un outil à base d'ADN capable de détecter des variations chimiques caractéristiques des cellules cancéreuses et qui pourrait un jour servir à cibler des médicaments dans les cellules tumorales.
Ce nanodétecteur mesure les variations de pH - c'est-à-dire l'acidité (bas pH) ou l'alcalinité (haut pH) - à l'échelle nanométrique. Un grand nombre de biomolécules, comme les enzymes et les protéines, sont étroitement régulées par de légers changements de pH. Ces changements induisent à leur tour des fonctions biologiques comme la catalyse enzymatique, l'assemblage des protéines, les fonctions membranaires et la mort cellulaire. Il y a également un lien étroit entre le cancer et le pH.
Les cellules cancéreuses ont généralement un pH inférieur à celui des cellules saines. « Dans les organismes vivants, ces légers changements de pH apparaissent généralement sur de petites surfaces mesurant quelques centaines de nanomètres, explique le Pr Francesco Ricci, auteur principal. Des détecteurs ou des nanomachines capables de mesurer des changements de pH à cette échelle seraient très utiles pour plusieurs applications dans les domaines de l'imagerie in vivo, du diagnostic clinique et de l'administration des médicaments. »
« L'ADN est le matériau idéal pour concevoir des détecteurs ou des machines fonctionnant à l'échelle nanométrique, ajoute le Pr Vallée-Bélisle, auteur principal. En utilisant une séquence d'ADN spécifique formant une triple hélice sensible au pH, nous avons conçu un nanodétecteur polyvalent qui peut être "programmé" pour émettre une fluorescence à un pH bien précis. » La fluorescence est une émission de radiations dans le spectre de la lumière visible causée par un échange d'énergie. « Cette capacité que nous avons de "programmer" le détecteur est une fonction clé pour les applications cliniques. Nous pouvons ainsi concevoir un nanodétecteur qui émet une fluorescence seulement quand le pH atteint une valeur donnée - une valeur caractéristique d'une certaine maladie, par exemple », explique le premier auteur, Andrea Idili.
À l'avenir, cette nanotechnologie nouvellement brevetée pourrait trouver des applications dans le développement de plateformes d'administration de médicaments capables de libérer les agents chimiques thérapeutiques uniquement à proximité des cellules tumorales.
Remarques
Ces travaux de recherche ont bénéficié du soutien du Conseil européen de la recherche et du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada. Andrea Idili et Francesco Ricci, du Département de chimie de l'Université de Rome Tor Vergata et Alexis Vallée-Bélisle, du Département de chimie et du Département de biochimie de l'Université de Montréal, ont publié un article intitulé « Programmable pH triggered DNA nanoswitches » dans le Journal of the American Chemical Society.
Andrea Idili, Alexis Vallée-Bélisle et Francesco Ricci ont développé un nanodétecteur à base d'ADN capable de mesurer les variations de pH à l'échelle nanométrique. Ce nanodétecteur pourrait se révéler très utile pour la conception de nanomachines pour l'imagerie in vivo et l'administration ciblée de médicaments dans les cellules cancéreuses. Le nanodétecteur mesure moins de 10 nm et est conçu pour se déployer à un pH spécifique. (Source : Marco Tripodi).
