Un moyen plus simple d'espionner les molécules malveillantes

Les protéines individuelles jouent un rôle clé dans le développement d'une multitude de maladies, notamment la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington. Un certain nombre de nouvelles techniques d'imagerie peuvent révéler le comportement de biomolécules individuelles, mais ces approches sont délicates et coûteuses. Désormais, une nouvelle technique, développée à l'Université de Harvard, pourrait fournir un moyen moins coûteux et plus simple de mesurer et de suivre les molécules lorsqu'elles se déplacent librement dans une solution.

Suivi des molécules : La configuration CLIC consiste en une lentille convexe au-dessus d'un morceau de verre recouvert d'une solution de protéines (rose). Un microscope optique à fluorescence et des caméras suivent des molécules individuelles.

Les protéines sont petites – environ deux nanomètres en moyenne – et elles se déplacent rapidement, ce qui les rend difficiles à suivre au microscope. Une façon courante d'observer les interactions entre deux protéines consiste à en attacher une à une surface et à attendre qu'une autre molécule passe et interagisse. Le problème avec cette approche, explique Adam Cohen , professeur adjoint de chimie à l'Université Harvard et lauréat du prix TR35 en 2007 , est que les protéines se comportent différemment lorsqu'elles sont attachées à une surface, car elles ont moins de liberté de mouvement.

Le laboratoire de Cohen a adapté un microscope à fluorescence ordinaire pour simplifier l'imagerie d'une molécule unique. La nouvelle technique, appelée Confinement induit par la lentille convexe (CLIC), serre les molécules entre une feuille de verre plate et une feuille incurvée, de sorte qu'elles sont confinées mais pas attachées. S'il existe d'autres moyens d'immobiliser des molécules uniques, ils nécessitent généralement des dispositifs spécialisés, qui peuvent être complexes ou coûteux.

L'une des chercheuses postdoctorales de Cohen, Sabrina Leslie, a modifié un microscope à fluorescence ordinaire à l'aide d'une configuration mécanique. Une lentille convexe touche le centre d'un morceau de verre plat recouvert d'une solution contenant des protéines. La surface incurvée de la lentille est placée face vers le bas. Les protéines diffusent à travers la solution, mais leur taille limite la distance qu'elles peuvent parcourir vers le centre, où l'espace entre le verre plat et le verre bombé se réduit. La distance parcourue par les protéines permet aux chercheurs de déterminer la taille de chaque protéine.

La lentille contrôle également la profondeur de la solution. Cela empêche les protéines de se superposer, comme cela se produit normalement. La configuration facilite également l'observation plus longue des protéines individuelles, car elles sont confinées entre le verre plat et la lentille.

C'est une approche merveilleusement simple et nouvelle, dit Julio Fernández , professeur d'études biologiques à l'Université Columbia dont le laboratoire étudie la dynamique des protéines. Il dit que regarder des molécules pendant très longtemps à haute résolution donnera aux chercheurs suffisamment de temps pour voir comment se comportent les protéines individuelles. C'est beaucoup mieux d'observer quelque chose avec sa dynamique inchangée, dit-il.

La nouvelle technique pourrait aider les chercheurs à comprendre, par exemple, comment une seule protéine contribue à la formation de plaques amyloïdes, des enchevêtrements de protéines trouvées entre les cellules nerveuses de la maladie d'Alzheimer. Cela devrait élargir le champ des expériences qui pourraient être possibles, dit Cohen.

Un autre avantage de la configuration CLIC est qu'elle est bon marché. Les microscopes conçus pour l'imagerie de protéines uniques coûtent environ 100 000 $. Vous pouvez faire mieux avec CLIC, et cela vous coûterait quelques centaines de dollars, dit Fernández. Cela ne nécessite aucun logiciel particulier ni équipement coûteux, dit-il, ajoutant qu'il envisage d'essayer la technique dans son propre laboratoire.

Fernández souligne qu'il faudra du temps et des expériences pour confirmer l'utilité de la technique, mais dit que je pense que cela semble plus que prometteur.

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