Éliminer les protéines
Les protéines sont des molécules biologiques qui sont importantes à de nombreux domaines, y compris la médecine, la pharmaceutique, les sciences environnementales et la sécurité. La minimisation de leur adsorption aux surfaces pendant leur manipulation est accomplie par la fonctionnalisation de surface de petites brosses de polymères hydrosolubles neutres (PHSN). Les études mécaniques détaillées sur les interactions entre les protéines et les PHSN sont inexistantes et la défaillance des brosses est pourtant un phénomène courant. Les scientifiques ont effectué d'importants progrès pour renforcer les connaissances et ont créé un outil précieux pour des études plus approfondies dans le cadre du projet POLYPROT («Protein-repellent polymers») financé par l'UE. L'équipe a choisi deux types de protéines avec différentes propriétés de liaison. Les protéines globulaires comme l'hémoglobine, la myoglobine et l'insuline, ont tendance à s'adsorber en raison de leurs interactions faibles et non spécifiques. Les protéines comme les anticorps anti-polymériques s'adsorbent par de fortes liaisons spécifiques sur des sites protéiques aux sites polymériques. Les polymères de poly(éthylène glycol) (PEG) aux caractéristiques de brosse contrôlées (densité de greffage et longueur de polymère) ont été greffées à la surface plate et incubées avec des solutions de protéines. L'équipe a ensuite utilisé une technique de dispersion de neutrons avancée (la réflectométrie des neutrons à variation de contraste) pour caractériser la densité des brosses. L'adsorption de myoglobine dans le polystyrène hydrophobe fonctionnalisé par PEG a été effectuée en deux couches, une couche interne dense sur la surface de greffe et une couche supérieure externe moins dense. La quantité de protéines adsorbée dans la couche interne était indépendante de la longueur du polymère, mais était proportionnelle à la densité croissante du polymère. La quantité de la couche externe correspondait à la quantité de polymère, indiquant une dépendance en termes de longueur et de densité. Des anticorps anti-PEG se sont fixés aux brosses PEG greffées sur les monocouches lipidiques sur des supports solides par une adsorption ternaire spécifique (par exemple, en raison des interactions favorables protéines-brosse). L'épaisseur et la densité de la monocouche adhérée ont été renforcées avec une densité de greffage de brosse supérieure. Les études mécaniques ont été accompagnées de progrès méthodiques dans la technique d'ondes stationnaires de rayons X pour une caractérisation structurelle spécifiques aux éléments. Les chercheurs ont démontré l'énorme potentiel du contenu sulfureux d'une protéine pour la caractérisation de la structure des protéines adsorbées. La nouvelle méthodologie pourrait être très utile dans la caractérisation des systèmes biologiques et biomimétiques dans des interfaces solides-liquides. POLYPROT a permis d'améliorer les connaissances sur les PHSN anti-protéines. Les résultats devraient améliorer une variété d'applications médicales et technologiques, y compris les interventions in vivo.
Mots‑clés
Protéines, adsorption de protéines, surfaces, polymères hydrosolubles, polymères anti-protéines