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Brevets et licences

Des marqueurs fluorescents dans le proche infrarouge : une percée dans la détection des cellules nécrotiques

Le Centre de biophysique moléculaire du CNRS, en collaboration avec le Département de chimie de l’Université du Michigan, a mis au point une nouvelle génération d’agents d’imagerie. Les macromolécules de type métallacouronnes1 développées, dont la détection est cruciale pour le diagnostic de diverses pathologies, marquent spécifiquement les cellules nécrotiques (en voie de mort prématurée).

 

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La détection de cellules nécrotiques dans un tissu biologique est utilisée pour diagnostiquer des cancers, le diabète ou encore des accidents cardiovasculaires. La microscopie de fluorescence optique est la technique la mieux adaptée mais les agents d'imagerie fluorescents actuellement utilisés pour marquer spécifiquement les cellules malades sont loin d'être pleinement satisfaisants. En effet, ils ont l'inconvénient général de se dégrader sous l'action de la lumière (phénomène de photoblanchiment), et émettent dans le spectre visible, perturbant la détection en raison de l'autofluorescence naturelle des cellules biologiques. Des chercheurs du Centre de biophysique moléculaire du CNRS en association avec une équipe de recherche de l’Université du Michigan ont trouvé une solution à ce problème. Ils ont conçu et synthétisé une nouvelle génération de marqueurs fluorescents qui émettent une lumière intense dans le proche infrarouge. « Disposer d'un agent d'imagerie dans le proche infrarouge est une sorte de « graal » pour les biologistes, car cela permet de s'affranchir de la fluorescence parasite des cellules, de lever des ambiguïtés sur la présence de cellules nécrotiques, et d'améliorer la sensibilité de la détection », affirme Stéphane Pétoud, chercheur au Centre de biophysique moléculaire . Les chercheurs viennent de publier2 leurs travaux dans le Journal of the american chemical society.

Les nouveaux marqueurs fluorescents brevetés3 sont des macromolécules du type métallacouronne1 dans lesquelles l’atome métallique est le zinc et un ion lanthanide Ln3+ (Ln = Yb, Nd ou Y), fluorescent dans le proche infra-rouge, est positionné au centre du groupement cyclique. Les marqueurs, dont la structure assure la stabilité dans le milieu biologique, sont non toxiques pour les cellules, aux concentrations nécessaires à la détection.

Les tests effectués sur des cellules ont confirmé que ces nouveaux agents d'imagerie pouvaient s'affranchir des inconvénients des marqueurs actuels. La synthèse par auto-assemblage, à partir de composants chimiques, permet d'envisager une fabrication à plus grande échelle. Au vu de l'apport inédit des nouveaux marqueurs, la création d’une start-up pour valoriser cette innovation est envisagée.

 

1 Les métallacouronnes ou metallacrowns sont des macromolécules fluorescentes composées de groupements cycliques constitués d'unités répétées M-N-O, dans lesquelles M est un atome de métal.

2 Near-Infrared Optical Imaging of Necrotic Cells by Photostable Lanthanide-Based Metallacrowns, Ivana Martinić, Svetlana V. Eliseeva, Tu N. Nguyen, Vincent L. Pecoraro, and Stéphane Petoud, J. Am. Chem. Soc., Articles ASAP (As Soon As Publishable) - Publication Date (Web): June 14, 2017 (Communication), DOI: 10.1021/jacs.7b01587.

3 (a) Brevet WO2015035196 A1, « Metallacrown Complexes and Methods of Making the Same », déposé le 05/09/2014, en copropriété CNRS/Université du Michigan ; (b) Brevet WO2017029242 A1, « Selective Near-Infrared Optical Imaging Of Necrotic Cells And Simultaneous Cell Fixing And Counter Staining With Metallacrown Complexes », déposé le 12/08/2016, en copropriété CNRS/Université du Michigan.

 

 

 

 

Contact :

Stéphane Petoud / Centre de biophysique moléculaire / stephane.petoud@cnrs-orleans.fr