Nanoparticules de diamant fluorescentes: une sonde innovante pour étudier l’organisation macromoléculaire et le trafic dans les neurones – NeuroDiam

L’objectif du projet NEURODIAM est d’étudier l’organisation macromoléculaire et le trafic intracellulaire des neurones à l’aide de nanoparticules fluorescentes, des nanodiamants fluorescents (fND) fonctionnalisés par la biotine.
Ces nanodiamants ont des propriétés parfaitement stables de fluorescence et une résonance de spin détectable d’une façon optique à température ambiante.

Quatre équipes sont impliqués dans ce projet:
1- L'équipe de Huan-Cheng CHANG du l'Institute of Atomic and Molecular Science (IAMS), à l'Academia Sinica à Taipei (Taiwan)
2- L'équipe d'Eric WU du Department of Applied Chemistry de la National Chi Nan University (NCNU), à Nantou (Taiwan)
3- L'équipe de François TREUSSART du Laboratoire de Photonique Quantique et Moléculaire (UMR CNRS 8537) à l'ENS Cachan
4- L'équipe de Michel SIMONNEAU, du Centre de Psychiatrie et Neurosciences (INSERM U894, et Univ. Paris Descartes) à Paris.

Ces équipes ont une expertise complémentaire en nanobiotechnologies, fonctionnalisation de surface appliquée aux nanosciences, nanophotonique, génétique moléculaire appliquée aux neurosciences.

Le projet s’articule sur la combinaison de microscopies nouvelles à haute-résolution, sur la construction de molécules transgéniques permettant l’expression de protéines chimères. Ces protéines pourront se lier aux fNDs via une interaction biotine-streptavidine.

Ces complexes fluorescents permettront de suivre trois fonctions clés des neurones :
1- le trafic dendritique, via des molécules FMRP modifiées ;
2- les modifications de morphologie des épines dendritiques, via des molécules HOMER modifiées
3- le trafic axonal rétrograde, via des molécules NGF et TRKA modifiées.
Ces trois fonctions ont un rôle clé dans la biologie des neurones normaux et dérégulés dans les maladies psychiatriques et neurodégénératives.

Ce projet doit permettre de nouvelles avancées dans la compréhension du fonctionnement du système nerveux central.
A terme, ce projet pourra être utilisé pour développer des tests cellulaires pour évaluer de nouvelles approches thérapeutiques de ces maladies.