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Functional assays for membrane protein on nanostructured supports

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Des puces pour tester de nouveaux médicaments

Les tests pour de nouveaux médicaments peuvent constituer un processus long et coûteux. Un projet européen cherche à remédier à cette situation en incorporant sur une puce des composants cellulaires, qui serviront ainsi de biocapteurs pour tester ces nouvelles molécules.

Santé

Pour qu'un médicament soit efficace, il doit d'abord cibler les cellules adéquates puis pénétrer à l'intérieur de celles-ci. Le médicament candidat doit ainsi traverser la membrane cellulaire, la barrière de protection des cellules, faite d'une association de protéines et de lipides (protéolipide). Celle-ci filtre tout ce qui tente de sortir ou d'entrer dans la cellule. Les protéines membranaires jouent ici un rôle de contrôle en ne laissant passer que les molécules autorisées. Il n'est donc pas surprenant que la moitié des médicaments ciblent prioritairement ces points de passage biochimiques. L'objectif principal du projet Asmena, financé par l'UE, est de réduire considérablement le temps mis par une molécule active pour passer du laboratoire de recherche à la pharmacie. Pour atteindre ce but, il est nécessaire de bien comprendre comment les protéines membranaires fonctionnent et interagissent avec le futur médicament. Actuellement, le criblage de nouvelles molécules repose sur le suivi de marqueurs fluorescents dont la progression dans la cellule peut être observée. Cependant cette méthode souffre d'un handicap, car le marqueur lui-même peut influencer l'efficacité et la performance de la molécule. Les scientifiques du projet Asmena ont voulu effectuer ce criblage sans marqueurs, les remplaçant par un criblage sur puce. Le travail sur une biomatrice microscopique génère de nombreuses nouvelles contraintes et défis. Les scientifiques du projet Asmena ont toutefois réussi à trouver des réponses adéquates lors de la progression de ce projet qui doit se terminer en novembre 2011. Pour le moment, les premiers résultats semblent très prometteurs. Les protéolipides membranaires s'auto-assemblent sur la matrice et sont stabilisés par des matériaux nanoporeux spéciaux. Ces membranes peuvent alors être associées avec de nombreuses protéines différentes, puis soumises simultanément à toute une variété de molécules potentiellement thérapeutiques. Les scientifiques peuvent également observer le devenir d'une molécule après son association avec la protéine membranaire. Une nouvelle technique de détection basée sur l'affaiblissement de la lumière est capable d'observer le transport actif de molécules à travers la membrane cellulaire. La limite de détection de ce système miniaturisé est comparable à celui des capteurs macroscopiques les plus modernes. Cette technique est pourtant proche de la détection d'une seule molécule protéique à l'instar des capteurs à nanoparticules. L'association de plusieurs essais sur une seule puce permet de créer une plate-forme polyvalente où de nombreux médicaments pourront être testés simultanément contre différents types de protéines membranaires. Des essais plus affutés se traduisent ainsi par un criblage plus efficace qui raccourcit le processus de développement de nouveaux médicaments. De plus, l'utilisation d'une matrice de biocapteurs permet d'envisager la suppression de la nécessité d'une expérimentation animale ainsi que des essais cliniques sur l'homme comportant moins de risques.

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