– D-AminoChip

1-Contexte scientifique et objectifs du projet : Les énantiomères de forme D- des acides aminés jouent un rôle prépondérant en biochimie, et notamment dans la neurotransmission. Ainsi, la D-sérine est impliquée dans l'évolution de maladies neurologiques, telles que la schizophrénie ou l'épilepsie. La présence de D-aspartate a été détectée dans le cas de la maladie d'Alzheimer ou encore de la cataracte. Comprendre le rôle des formes D- des acides aminés dans la fonction neurologique permettrait une avancée considérable dans la compréhension des maladies qui en découlent. Or ces composés d'intérêt se trouvent à l'état de traces dans des matrices souvent extrêmement complexes, avec des teneurs extrêmement élevées en énantiomères L-, et sous forme de faibles volumes disponibles. Un outil de type Lab-on-Chip jetable comprenant une étape de préconcentration spécifique à la forme D-, suivie d'une séparation énantiosélective semble le plus adapté pour une telle application. Dans la phase d'étude du rôle de ces acides aminés dans les maladies neurodégénératives, il est nécessaire d'analyser un grand nombre d'échantillons pour étudier les mécanismes d'actions et les cinétiques. Par la suite, s'il s'avère que le dosage des acides aminés permet de diagnostiquer en partie l'apparition ou l'évolution de ces maladies, alors la mise à disposition d'un outil automatisé pourrait donc s'avérer pertinent. Ce projet propose donc la préconcentration sélective des formes D- d'acides aminés, suivie d'une séparation chirale par électrochromatographie, et d'une détection par fluorescence, permettant une sensibilité accrue pour la quantification de traces, le tout intégré en ligne dans un microsystème polymérique. 2-Description du projet, méthodologie : Afin de disposer d'une sensibilité suffisante pour l'analyse de formes D- d'acides aminés, une étape de dérivation permettant une détection par fluorescence induite par laser (réaction chimique avec un fluorophore) est indispensable. Dans ce projet, elle sera réalisée avant l'introduction de l'échantillon dans le microsystème. En effet, les composés peuvent être dérivés hors ligne sans affecter la qualité des résultats analytiques. Un microsystème original sera développé, dans lequel seront mises en place deux étapes analytiques en ligne : a) une étape d'immunopréconcentration, spécifique des cibles d'intérêt, basée sur le greffage d'anticorps D-spécifiques sur un support monolithique. L'originalité de ce projet réside dans la production d'anticorps spécifiques ayant une très forte affinité pour les acides aminés dérivés avec la sonde fluorescente, mais ne reconnaissant ni les autres composés dérivés potentiellement présents dans l'échantillon, ni les sous-produits de dérivation. b) Une étape de séparation énantiospécifique, basée sur le choix motivé d'un sélecteur chiral adapté, qui sera adsorbé de manière dynamique sur une phase stationnaire permettant la mise en oeuvre d'électrochromatographie. Cette séparation énantiospécifique est nécessaire. En effet, malgré la spécificité des anticorps, il faut s'assurer que la présence à fortes concentrations de formes L- des acides aminés n'a réellement pas altéré la reconnaissance antigène-anticorps. Le couplage des deux dimensions de reconnaissance par anticorps et de dosages énantiospécifiques permettra de garantir la fiabilité des résultats. 3-Résultats attendus : Dans un premier temps, ce Lab on Chip sera dédié à l'analyse d'un acide aminé afin de mettre au point les étapes analytiques, mais aussi l'intégration des étapes analytiques successives au sein du microsystème. Dans un deuxième temps, il sera intéressant de greffer un mélange d'anticorps afin de quantifier simultanément les formes D- de plusieurs acides aminés, notamment la sérine et l'acide aspartique, dans des fluides biologiques. Ce nouvel outil pourra alors être mis à disposition pour étudier de manière approfondie les mécanismes d'apparition ou d'évolution des maladies neurodégénératives