Typologie d'actualités : Equipe Chimie, Imagerie et exobiologie

La Ligue contre le cancer a fait un don de 90.000 € à 6 équipes de recherche du CNRS

Début décembre La Ligue a remis un chèque de 90.000 € à 5 groupes du CBM et une équipe de l’ICOA pour soutenir leurs recherches sur le cancer.

Ces travaux devraient permettre des avancées importantes sur la durée et la qualité de vie des personnes atteintes du cancer, ainsi que sur une baisse de la mortalité.

Les groupes du CBM concernés par ce financement sont

Lire l’article paru dans l’édition du 6 décembre 2020 de la République du Centre

 

Détection de peptides amyloïdes, biomarqueurs des pathologies comme la maladie d’Alzheimer ou le diabète

De nombreux complexes métalliques qui ciblent les peptides amyloïdes ont été proposés en tant qu’agents d’imagerie pour la détection des pathologies amyloïdogéniques. Par exemple, des chélates de gadolinium peuvent être utilisés en IRM, ou des radiocomplexes (64Cu, 99mTc, etc) en imagerie nucléaire. D’autres complexes, capables d’empêcher la formation des dépôts amyloïdes, sont proposés pour la thérapie.

Toutes ces molécules sont amphiphiles, comprenant une partie hydrophile (qui contient le métal) et une partie hydrophobe (capable de reconnaitre ces dépôts). Grâce à cette structure, elles forment des agrégats micellaires en solution.

Les équipes du CBM et du LCC (Toulouse) ont découvert que cette propriété de micellisation a des conséquences drastiques et imprévues sur leur capacité de reconnaissance des peptides amyloïdes ciblés, mais également sur leur biodistribution in vivo.

Ils ont conçu une nouvelle sonde avec une affinité nanomolaire aux peptides amyloïdes Aβ et amyline, biomarqueurs respectives de la maladie d’Alzheimer et du diabète.

Cette affinité, exceptionnelle pour un complexe métallique, est atteinte uniquement si les molécules sont sous forme « individuelle ». Une fois sous forme micellaire, l’affinité chute de trois ordres de grandeur.

Ces résultats ont des conséquences directes sur la conception des sondes d’imagerie et thérapie des maladies amyloïdogéniques.

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Une lumière blanche pure et stable

Les sources lumineuses blanches actuelles, comme les LEDs, ont tendance à osciller entre différentes variations de teintes, ce qui fausse la perception de l’œil humain. Cette limitation peut s’avérer très handicapante, voire dangereuse, lors d’opérations chirurgicales ou dans le travail des graphistes et des artistes.

Des chercheurs du Centre de Biophysique Moléculaire et de l’Université du Michigan (États-Unis) ont développé un nouveau système, à base d’atomes de dysprosium et de métallacouronnes, qui donne une lumière exactement blanche qui ne varie pas en fonction des conditions d’usure ou de température.

Ces travaux ont été publiés dans le Journal of the American Chemical Society.

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Dévoiler des formes de vie vieilles d’un milliard d’années avec une vision aux rayons X

Une équipe internationale de scientifiques du Brésil, de France et de Suisse, avec le soutien financier de l'Institut Serrapilheira et de Fapesp, a obtenu les observations 3D les plus détaillées jamais obtenues de traces de vie très anciennes sur Terre. Les microfossiles étudiés, de la formation Gunflint, au Canada, ont environ 1,9 milliard d'années et sont les restes préservés de micro-organismes similaires aux bactéries existantes aujourd'hui, mais d'une époque où seule la vie microscopique existait sur Terre. Grâce à une méthode d'imagerie avancée basée sur la lumière synchrotron, des détails sans précédent sur la forme, la composition et la conservation de ces microfossiles ont été obtenus. De plus, dans une localité, des fossiles précédemment appelés « recouverts d'hématite » se révèlent être composés de matière organique, invisible en microscopie optique, recouverte de cristaux de maghémite d'oxyde de fer, au lieu d'hématite. Cette découverte remet en question notre compréhension de la vie passée et ouvre des perspectives passionnantes pour l'étude de fossiles encore plus anciens ou de futurs échantillons rapportés de Mars.

Maldanis, L., Hickman-Lewis, K., Verezhak, M. et al. Nanoscale 3D quantitative imaging of 1.88 Ga Gunflint microfossils reveals novel insights into taphonomic and biogenic characters. Scientific Reports 10, 8163 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-65176-w

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Observation 3D des microfossiles

Des réseaux organométalliques pour l’émission proche-infrarouge des lanthanides

Les chercheurs du groupe "Composés luminescents de lanthanides, spectroscopie et bioimagerie optique" et de l’université de Pittsburgh (USA) ont conçu un système chimique tridimensionnel rigide de type réseau organométallique composé de lanthanides et de molécules organiques. Une originalité majeure de ce travail est basée sur l’utilisation de la cavité de ce réseau pour générer in situ le système moléculaire sensibilisant les cations lanthanides. Cette nouvelle approche présente entre autre l’avantage de permettre le contrôle de la longueur d’excitation. Ce réseau est bien adapté aux conditions réelles de l’imagerie biomédicale optique sur cellules vivantes.

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Ces travaux ont été publiés dans Journal of American Chemical Society

Patrick F. Muldoon, Guillaume Collet, Svetlana V Eliseeva, Tian-Yi Luo, Stephane Petoud, and Nathaniel L Rosi. Ship-in-a-bottle preparation of long wavelength molecular antennae in lanthanide metal-organic frameworks for biological imaging. J. Am. Chem. Soc. (2020) 142, 8776-8781 - doi : 10.1021/jacs.0c01426

Le manganèse : un agent double pour l’imagerie ?

Depuis 35 ans, des complexes de gadolinium (Gd3+) sont utilisés comme agents de contraste IRM avec succès ; mais récemment l’innocuité de certains agents a été remise en cause. Le remplacement du Gd3+ par le manganèse (Mn2+), un métal biocompatible, permettrait de proposer des agents plus sûrs. Pour cela, les complexes doivent être inertes, donc ne pas relâcher le Mn2+ in vivo, et posséder une molécule d’eau coordonnée au métal pour une efficacité en IRM. Or, combiner ces deux propriétés reste un défi.

L’équipe « Complexes métalliques et IRM » du CBM et des collaborateurs de l’IPHC (Strasbourg) ont synthétisé et étudié un ligand de type bispidine, une molécule cage très adaptée à la complexation du Mn2+. Ce complexe de Mn2+ a une inertie cinétique inégalée et son efficacité IRM a été validée dans des expériences précliniques.
Le 52Mn est un radionucléide émergeant pour la tomographie à émission de positrons (TEP). Le Mn2+ est ainsi l'unique métal permettant à la fois l’imagerie par IRM et TEP. Cependant, l’utilisation du 52Mn est limitée par sa faible disponibilité et un manque de ligand adéquat.
Pour la première fois en France, le 52Mn a été produit au cyclotron d’Orléans, et le 52Mn-bispidine obtenu avec succès.
Toutes ces propriétés font de la bispidine un ligand prometteur pour l’IRM et la TEP. Il assure une inertie cinétique inégalée et permet d’envisager l’utilisation du Mn2+ sans risque de toxicité.

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Eva Toth, Daouda Ndiaye, Maryame Sy, Agnès Pallier, Sandra Même, Isidro de Silva, Sara Lacerda, Aline M. Nonat, Loïc J. Charbonnière Unprecedented kinetic inertness for a Mn2+‐bispidine chelate: a novel structural entry for Mn2+‐based imaging agents - Angewandte Chemie, 2020, https://doi.org/10.1002/anie.202003685