Analyses Fluoro-Immunologiques Multiples par Transfert d'Energie vers des Nanocristaux Semiconducteurs – NanoFRET

Dans le cadre des analyses biologiques, l’augmentation de la sensibilité de détection et l’extension à des analyses simultanées de plusieurs biomarqueurs (multiplexage) sont des enjeux essentiels pour permettre des avancées significatives dans le domaine du diagnostic médical. De telles avancées permettraient à la fois d’augmenter la précocité et la différentiation des diagnostics, comme c’est actuellement nécessaire pour de nombreuses pathologies, telles que celles associées à des chocs septiques pour lesquelles les premières heures du diagnostic sont cruciales. Ces avancées permettraient également d’étendre les analyses pharmacologiques vers des criblages automatisés à hauts débits avec un impact économique important.
Les analyses fluoroimmunologiques sont basées sur la reconnaissance de biomarqueurs par des anticorps marqués avec des composés luminescents et le transfert d’énergie de luminescence (RET) qui résulte du processus de reconnaissance immunologique. Si l’utilisation d’anticorps monoclonaux permet d’obtenir des analyses très sélectives, l’utilisation actuelle de fluorophores organiques conventionnels limite à la fois la sensibilité de détection et la possibilité de multiplexage sur un même échantillon.
Le projet NanoFRET a pour but de mettre en application les propriétés optiques exceptionnelles des nanocristaux luminescents semiconducteurs (Quantum Dots, QDs) pour parvenir à des analyses fluoroimmunologiques multiplexées ultrasensibles. En combinant des QDs à base de CdSe à des complexes d’ions lanthanides, nous avons récemment démontré que l’on peut non seulement augmenter de façon significative la sensibilité de détection des processus de reconnaissance biomoléculaire, mais que ces analyses peuvent être réalisées simultanément pour un même échantillon avec cinq processus biologiques différents (multiplexage). Les expériences ont été validées sur la base de la reconnaissance de la biotine avec la streptavidine comme modèle biologique. A partir de cette preuve de concept établie, le projet NanoFRET aura pour objectif de démontrer la validité de cette approche à des processus de reconnaissance biomoléculaire basés sur des interactions avec des anticorps spécifiques fixés sur les nanocristaux et de développer des analyses fluoroimmunologiques pour la détection de la procalcitonine et de la proadrénomédulline, qui sont deux marqueurs biologiques des sepsis et des chocs septiques.
Le projet s’appuie sur les compétences de trois équipes de recherche publiques internationalement reconnues dans les domaines des nanoparticules luminescentes, des complexes d’ions lanthanides et du transfert d’énergie et d’un partenaire industriel, spécialisé dans le diagnostic clinique et les analyses fluoroimmunologiques. NanoFRET a pour vocation de mettre en application les aspects exploratoires déjà réalisés (protégés par des brevets dont le CNRS ou le CEA sont codétenteurs) et de parvenir à des analyses appliquées pour un diagnostic rapide et différencié des chocs septiques, en couvrant les aspects d’une éventuelle production industrielle. Ce programme de recherche industrielle fortement pluiridisciplinaire devra permettre le transfert de technologie fondamentale vers le partenaire industriel pour apporter des avancées significatives en terme de sensibilité de détection et de multiplexage dans le domaine des nanotechnologies de la santé grâce à des nanosystèmes innovants basés sur les quantum dots.