Le mouvement des molécules comme outil de diagnostic Des scientifiques travaillent à des dispositifs de diagnostic basés sur des moteurs cellulaires miniatures. L'intégration avec les molécules en cause et les déplacements induits par les liaisons pourraient ouvrir la voie à un nouveau type de laboratoire sur puce. Santé © Thinkstock Les moteurs moléculaires sont des machines protéiques intracellulaires, qui se déplacent le long des filaments du cytosquelette (ces filaments sont équivalents à un squelette pour la cellule, lui apportant forme et soutien). Elles utilisent pour cela de l'énergie chimique résultant de l'hydrolyse de l'ATP (adénosine triphosphate). C'est le cas de la famille des myosines, dont le déplacement le long des molécules d'actine conduit à la contraction des muscles du squelette mais sert aussi aux transports à l'intérieur de la cellule, et a un rôle majeur dans la division cellulaire. Les scientifiques du projet MONAD («Molecular motor-based nanodevices») financé par l'UE exploitent ces nanomachines cellulaires omniprésentes pour les diagnostics, la découverte de médicaments et la recherche fondamentale en biomédecine. Le projet MONAD s'appuie sur l'expertise européenne dans les moteurs moléculaires pour étudier le potentiel d'un diagnostic personnalisé quasi-immédiat et la faisabilité de dispositifs de simulation biologique. Des techniques de génie biomoléculaire ont montré une meilleure stabilité des filaments d'actine en présence de tropomyosine, une famille de protéines du muscle qui régule l'interaction entre l'actine et la myosine. En outre, les scientifiques continuent à optimiser l'ingénierie des filaments du cytosquelette utilisés pour la détection, par exemple en y ajoutant des anticorps pour détecter certains antigènes. L'ADN ou l'ARN messager (ARNm) serviront à un diagnostic très sensible à l'aide de marqueurs de la maladie. L'étude de nanostructures intégrant des moteurs moléculaires a permis d'optimiser le contrôle de la mobilité sur des surfaces actives. L'équipe s'est alors intéressée aux tests haut débit de l'activité moléculaire des médicaments, continuant à identifier les sites de liaison des moteurs susceptibles d'être de puissants activateurs des protéines motrices, et réalisant plusieurs versions d'un dispositif de découverte de médicaments, basé sur une activation conduisant à un déplacement. Les chercheurs étudient des réseaux mathématiques pour concevoir les dispositifs de biocalcul ou de biosimulation. Ces deux types de réseaux ont été testés avec des microtubules, des filaments d'actine et des bactéries. En outre, l'équipe a établi l'environnement expérimental pour étudier les tests de mobilité ainsi que la liaison des ADN et ARNm cibles, en vue de concevoir des dispositifs ultra sensibles de diagnostic. Les capacités de diagnostic des systèmes MONAD auront sans doute le plus gros impact initial sur le marché, mais seront aussi très utiles à la découverte de médicaments pour les maladies neuromusculaires et à la biosimulation. Enfin, les connaissances générées contribueront à la compétitivité de la recherche européenne dans le domaine très intéressant des moteurs moléculaires.
