SYNTHESE DIRECTE DE GLYCOAMPHIPHILES COMME COUCHES ACTIVES D'UN BIOCAPTEUR A CRISTAUX LIQUIDES – SWEET-DISPLAY

Les glycoconjugués, définis comme des glucides attachés à un lipide ou à une protéine, sont omniprésents dans la Nature. Ils sont présents à la surface des membranes cellulaires formant le Glycocalyx. Ils jouent des rôles critiques dans de nombreux processus biologiques et pathologiques tels que la signalisation, la reconnaissance, l'adhésion bactérienne, etc. Par conséquent, les principaux intérêts scientifiques et biotechnologiques pour l'accès aux glycoconjugués découlent de la promesse de les utiliser comme sondes pour la recherche biologique, ainsi que comme base pour le développement de médicaments, de vaccins et d'outils de diagnostic. Ces efforts sont toutefois compliqués par l'absence de méthodes générales pour la préparation directe de ces dérivés et constitue un défi scientifique majeur pour les glycochimistes du monde entier.

Le projet transdisciplinaire SWEET-DISPLAY vise à développer une nouvelle plateforme chimique modulaire basée sur l'acide barbiturique, permettant un accès direct à une large gamme de glyco-amphiphiles (GAs) ou d'analogues de glycolipides, par condensation de Knoevenagel sur des glucides non protégés. Ces GAs serviront de couches actives de reconnaissance de lectines, issus de micro-organismes pathogènes, dans des biocapteurs à cristaux liquides (LCs). En effet, les bicapteurs à LCs, initiés par le groupe du Prof. N.L. Abbott, permettent une détection simple, à haute sensibilité et sans marquage, les rendant bien adaptés au test de dépistage primaire d'analytes effectué hors des laboratoires centraux. Les biocapteurs LC ont déjà été conçus avec de nombreuses espèces amphiphiles (comme des tensioactifs et des lipides) pour détecter un grand nombre d'analytes biologiques (les protéines, les acides nucléiques, les virus, les endotoxines, des cellules, etc.), mais ils n'ont jamais été mis à profit pour sonder les interactions glucides/lectines de pathogènes (une protéine liant les glucides), mettant ainsi en évidence l'application innovante de ce projet exploratoire de recherche collaborative publique (PRC). Les lectines telles que LecA (galactophile) et LecB (fucophile) de Pseudomonas aeruginosa, une bactérie qui est devenue une véritable préoccupation dans les infections nosocomiales, seront d'abord abordées. D'autres cibles biologiques d'intérêt sont RSL (fucophile) de l'agent pathogène des plantes, Ralstonia solanacearum, qui entraîne le flétrissement mortel de nombreuses cultures agricoles ou son homologue BambL de l'agent pathogène humain, Burkholderia ambifaria, qui a été identifié dans des isolats cliniques de patients atteints de mucoviscidose.

SWEET-DISPLAY est un PRC exploratoire (TRL 1-3) fondé sur l'unification des connaissances croisées et de l'expertise complémentaire de deux laboratoires de renommée internationale, réunis pour la première fois dans le cadre d'un PRC : le CERMAV, dans le domaine des glycosciences, et le SyMMES, dans celui des cristaux liquides fonctionnels. Sur la base de résultats préliminaires, sa principale nouveauté réside sur l'accès à une large gamme de GAs caractérisés par des queues hydrophobes qui pénètreront dans la phase hydrophobe des CLs, tandis que les têtes hydrophiles glucidiques seront exposées dans la phase aqueuse pour interagir avec les lectines. Ces lectines causeront des perturbations locales au niveau de l'interface et qui se propageront dans l'épaisseur des CLs nématiques, fournissant une simple lecture optique par des images de microscopie (POM). Une seconde génération, encore plus attrayante et facile à mettre en œuvre, permettant un test d'indication de couleur (avec les LCs cholestériques (LCs nématiques chiraux) sera proposée et repose sur la sensibilité des réflexions de Bragg (induites par l'autoassemblage hélicoïdal des LCs cholestériques) à la température et à la concentration de pathogènes lorsqu'elles sont détectées par un spectrophotomètre UV-Vis-NIR à fibre optique.