Elaboration d'immunocapteurs de toxines/bactéries en milieu alimentaire : nouvelles stratégies et validation en milieu réel. – Biocaptox

La présence de bactéries et/de toxines microbiennes dans les aliments sont la cause de problèmes graves de santé publique ; leur détection est un enjeu majeur tout au long de la chaîne alimentaire, les toxines pouvant être parfois plus dangereuses que les bactéries productrices ! Les méthodes classiques d'analyse microbiologique et toxicologique ne sont capables de fournir des résultats qu'au bout de plusieurs jours et nécessitent des techniciens expérimentés. Des méthodes analytiques moléculaires sont aussi disponibles à cet effet. Elles sont généralement plus rapides mais moins sensibles et ne peuvent être appliquées qu'en laboratoire et non à des fins de suivi de procédés. Il apparaît ainsi clairement que de nouvelles techniques de criblage rapides, sensibles, spécifiques sont nécessaires de façon pressante pour relever le défi de la sécurité sanitaire des aliments à chaque étape (de la production à la distribution). - - - Pour faire face à cet enjeu, des chimistes, physico-chimistes et microbiologistes ont élaboré un projet visant à l'élaboration d'immunocapteurs ultra sensibles pour la détection de toxines/bactéries en milieu alimentaire. Les immunocapteurs, basés sur la reconnaissance moléculaire entre la cible et un anticorps spécifique immobilisé sur le transducteur, devraient répondre aux critères énoncés ci-dessus. Le projet se focalisera sur deux types de cibles, le pathogène Staphylococcus aureus et une de ses toxines, la toxine SEA. Le premier est la deuxième cause d'infections alimentaires après Salmonella et la recherche d'entérotoxines de Staphylococcus aureus est obligatoire dans les aliments depuis début 2006 (Food law, réglementation 2073/2005). La deuxième, très dangereuse, doit aussi être recherchée dans les aliments. Une fois le nouvel immunocapteur mis au point pour ces cibles, la technologie sera transposable à tout autre cible pour laquelle les anticorps sont disponibles. - - Le projet comporte deux grandes étapes, l'élaboration des surfaces sensibles puis des tests de reconnaissance en présence de la toxine et/ou de Staphylococcus aureus. - La 1ère étape inclut la production d'anticorps spécifiques et leur immobilisation sur le transducteur. Plusieurs voies, sélectionnées grâce à des études en cours et basées sur le greffage par bio-affinité, seront testées et comparées en termes de nombre et spécificité de liaison de l'analyte. Un développement original de ce projet sera le greffage d'anticorps sur des nanoparticules d'or pour accroître le nombre et l'accessibilité des récepteurs et favoriser l'utilisation d'une technique ultra-sensible, le SERS. - L'interface des capteurs sera caractérisée par des méthodes d'analyse de surface appropriées incluant l'IR, L'XPS, la QCM, l'AFM et le MEB. - La 2ème étape est l'évaluation des performances des immunocapteurs élaborés sur des échantillons modèles et réels calibrés (fromages chargés avec chacune des cibles) ; les techniques de transduction prévues sont l'IR (PM-IRRAS) la QCM, le SERS et une technique originale et très sensible, FT-SPR, qui sera développée à un niveau avancé grâce notamment à la participation de la société Thermo-Electron, pour essayer de gagner un, voire plusieurs, ordres de grandeur en seuil de détection. Les résultats de ces mesures seront corrélés aux méthodes de dosage de référence en laboratoire. - Ce projet, à l'interface entre chimie de surface et sciences du vivant réunit des physisco-chimistes, des chimistes et des microbiologistes. Nous attendons de ces travaux des avancées importantes dans le domaine de la recherche sur les biocapteurs d'un point de vue fondamental et appliqué. L'élaboration et la caractérisation des nanobilles greffées devraient donner lieu à des résultats très originaux dès la fin de la 1ère année. La construction de l'interface des capteurs et leur caractérisation devrait être achevée. - A la fin de la deuxième année, les performances des immunocapteurs en termes de sensibilité et de spécificité sero