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Brevets et licences

Un nanocalorimètre pour mesurer la stabilité des protéines

Basé sur un procédé de microfabrication développé à l'Institut Néel du CNRS, un calorimètre ultrasensible permet d'évaluer la stabilité des protéines, en effectuant les mesures sur des volumes de quelques microlitres. Une licence exclusive de cette technologie brevetée a été signée avec la start-up Calneos.

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La stabilité des protéines est un paramètre clé pour les laboratoires de biologie et de pharmacie, par exemple pour caractériser des molécules cibles ou des candidats médicaments. Pour l'évaluer, les scientifiques utilisent des calorimètres différentiels à balayage (DSC), qui mesurent les échanges thermiques liés aux changements de conformation des molécules, entre leurs formes pliées et dépliées. Mais l'usage de la technologie DSC, qui a des applications dans de nombreux domaines (métallurgie, polymères, céramiques...), est encore limité en biologie, en raison de sa sensibilité parfois insuffisante et de la quantité de matière nécessaire à la mesure. Ces obstacles sont en passe d'être levés, grâce à un nanocalorimètre développé à l'Institut Néel du CNRS.

Réalisé par des techniques de microfabrication, le nouveau capteur microcalorimétrique, dont la limite de détection a été sensiblement repoussée, est capable d'effectuer des mesures sur des échantillons de quelques microlitres, soit un volume cent à mille fois inférieur à celui exigé par la DSC traditionnelle. « Au départ, nous avions développé ce capteur pour nos propres recherches fondamentales sur les polymères. C'est en échangeant avec des biophysiciens que nous avons compris qu'il pouvait répondre à un besoin en biologie », indique Jean-Luc Garden, ingénieur de recherche et responsable du projet, qui a développé cette technologie avec ses collègues de l'Institut Néel.".

Dans le nanocalorimètre de l'Institut Néel, le capteur, breveté1, est constitué de membranes polymères ultra fines (25 microns), sur lesquelles des couches minces métalliques ont été lithographiées. L'environnement thermique et mécanique du capteur, qui conditionne ses performances, fait également l'objet d'un brevet2. Enfin, l'électronique de l'instrument est conçue pour optimiser le rapport signal/bruit et permettre la mesure sur des volumes très réduits.

Un prototype de laboratoire a été fabriqué, notamment dans le cadre d'un projet ANR . La technologie est maintenant entrée dans une phase de valorisation. Le CNRS a signé un accord de licence exclusive avec la start-up Calneos, créée en novembre 2020, afin de lancer l'industrialisation du nanocalorimètre. Jean-Luc Garden et Gaël Moiroux apportent tous les deux leur concours scientifique à Calneos.

« Notre objectif est de disposer dès l'automne 2021 d'un prototype industriel, sur lequel nous pourrons effectuer des tests. La commercialisation du produit devrait commencer à la mi-2022 », affirme Yannice Ricci, président de Calneos. Le nouvel instrument sera proposé aux laboratoires de recherche qui travaillent sur les protéines, ainsi qu'aux centres de R&D de l'industrie pharmaceutique. D'autres molécules biologiques, en particulier les brins d'ADN, pourraient également être analysées par le nouveau nanocalorimètre. À plus long terme, de nouveaux instruments d'analyse thermique basés sur les techniques de microfabrication de l'Institut Néel pourraient naître de la collaboration avec Calneos.

 

1 Brevet FR2977034 (A1) "Capteur de mesure calorimétrique différentielle et procédé de fabrication", en propriété CNRS, publié le 28/12/2012

2 Brevet FR3012880 (A1) "Calorimètre à température stabilisée", en propriété CNRS, publié le 08/05/2015  

Contacts :

Yannice Ricci / Président de Calneos / yricci@calneos.com

Jean-Luc Garden / Ingénieur de recherche à l'Institut Néel, conseil scientifique de Calneos / jean-luc.garden@neel.cnrs.fr