[Flash Info Chimie] #1 Détecter des quantités… indétectables

Flash Info Chimie, c’est une nouvelle rubrique que je viens d’inventer, là, pour parler d’articles récents issus de la recherche en chimie. Ces articles seront tirés de grandes revues spécialisées, comme Angewandte, Journal of American Chemical Society, et les autres. L’idée est de proposer des billets assez courts, éclairants, sans rentrer dans le fond du concept comme j’essaie souvent de le faire.

Détecter des quantités… indétectables

La détection de quantités infimes de polluants, poisons, drogues, protéines est aujourd’hui une discipline de recherche très riche. Que cela soit dans les domaines de la police scientifique, l’écologie, la biologie, ou même la physique théorique, les applications sont très importantes.

En particulier, dans le domaine du diagnostic médical, la détection de certains marqueurs (en général de nature protéinique) présents en quantités infinitésimale, est un enjeu majeur. Qu’il s’agisse de marqueurs de maladies génétiques, de cancers, etc., ils se trouvent parfois à des concentrations très faible, (quelques nanogrammes par litre de sang, soit 0,000000001 g/L) .. S’il s’agit de matériel génétique, on peut parfois réaliser une PCR , mais dans les autres cas, on n’a pas beaucoup de solution.

Des chercheurs proposent dans cet article tiré du Journal of American Chemical Society (plus précisément, d’une nouvelle rubrique « Just Accepted« , pour laquelle les articles n’ont pas encore de numéro de page et de date de publication), une nouvelle technique assez originale :

Ils ont réalisé un hydrogel (gel contenant de l’eau ! ) sur lequel est greffé deux aptamères (c’est à dire une petite séquence ADN, ARN, ou peptidique) différents, mais spécifiques d’une même protéine. Lorsque celle-ci est en contact avec ce gel, elle se lie aux deux aptamères, ce qui provoque la contraction du gel, qui diminue donc de volume. Ce qui est assez impressionnant, c’est qu’avec des concentrations en protéines ciblées de 10⁻¹² mol par litre, (environ 0,000000000000001 g par litre ! ), on a déjà une réponse nette du gel, qui se contracte de 5 – 6 % .

a. et b. :les aptamères utilisés, avec leur « bras » d’accrochage aux molécules qui composent le gel
c. L’hydrogel en action (source)

Les hydrogels qui répondent à un marqueur ne sont pas réellement nouveau en fait. Certains existaient déjà, avec comme « détecteur » des anticorps, protéines, glycoprotéines. Mais jamais cette sensibilité n’avait été atteinte. D’après les auteurs, cette technique, peu chère, simple à mettre en place est suffisamment efficace pour concurrencer les méthodes de détection actuelles, nécessitant à la fois du matériel de pointe, et des agents très qualifiés.

« Macromolecular amplification of binding response in super-aptamer hydrogels »
Wei Bai, Nicholas A Gariano, and David A Spivak, J. Am. Chem. Soc. 2013 « Just Accepted »