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05/09/2019

Biotechnologies. Des sondes innovantes pour le suivi intracellulaire d’une protéine d’intérêt : le projet Gluttrack et la startup Molsid

Détecter et suivre une protéine d’intérêt a priori invisible dans une cellule vivante, par la conception et l’utilisation de sondes fluorogènes visant à repérer une activité enzymatique : tel est le pari du projet ANR Gluttrack (2016-2020). Grace à une rétention unique du signal fluorescent au siège même de l’activité recherchée, cette approche permet de localiser plus précisément le lieu ou le parcours de la protéine. Le coordinateur du projet Jens Hasserodt, professeur de chimie à l’ENS de Lyon, et ses collègues poursuivent leurs travaux et développent au sein de la startup Molsid créée en 2018 et lauréate du concours i-Lab 2019, des sondes moléculaires aux applications variées dans les secteurs du diagnostic médical, de l’agroalimentaire ou encore de la chimie verte.

La détection d’activités enzymatiques est au cœur de nombreux procédés. Dans le domaine du diagnostic médical par exemple, pour repérer des activités biomarqueurs d’une infection bactérienne, ou en oncologie pour repérer, identifier et afficher des activités biomarqueurs d’un cancer spécifique. L’identification et le dosage d’activités enzymatiques peut également faire partie de procédés dans l’agroalimentaire (optimisation de la production, contrôle-qualité), ou dans le développement durable pour recycler des déchets ou assainir des sols contaminés. Ces activités sont détectées au moyen de sondes fluorogènes. Et si ces sondes pouvaient également être utilisées pour tracer le lieu ou le parcours d’une protéine spécifique dans la cellule vivante, et ainsi améliorer nos connaissances sur ses lieux de résidence ? C’est une question au cœur du projet Gluttrack financé par l’Agence nationale de la recherche (ANR). Les chercheurs se sont intéressés au transporteur du glucose IV (GLUT4), protéine d’intérêt qui semble se loger à différents endroits selon l’état de la cellule (la reconnaissance de l'insuline par la cellule pouvant notamment modifier l'endroit où se loge ce transporteur).

De l’usage de sondes fluorogènes en recherche fondamentale…

Comment repérer alors cette protéine a priori invisible dans une cellule mammifère vivante ? Le transporteur de glucose IV n’étant pas une enzyme, l’équipe a mis au point des cellules transformées pour produire un conjugué de deux protéines (une « protéine de fusion ») entre la protéine d’intérêt et une enzyme cible pour qui l'équipe peut concevoir une sonde, et dont l’activité est absente des cellules mammifères. La sonde moléculaire relargue ainsi un signal fluorescent uniquement à l'endroit où se trouve ce conjugué. La particularité de cette sonde ? Contrairement aux sondes actuelles dont le signal fluorescent se diffuse rapidement dans l’échantillon, loin du siège, les sondes conçues par le partenaire français et évaluées en coopération au sein du laboratoire japonais (Université d’Osaka) relarguent un signal fluorescent en état solide et localisent précisément le conjugué dans son siège, à l'intérieur de la cellule. Les chercheurs poursuivent leurs travaux, notamment dans le cadre du projet Gluttrack, pour optimiser la technologie.

… A leurs applications multiples (diagnostic microbiologique, ingénierie enzymatique) dans divers secteurs

Cette sonde fait actuellement l’objet d’une rédaction de brevet qui sera la propriété des tutelles du partenaire français (l'ENS de Lyon, le CNRS, et l'UCB Lyon 1) et dont la gestion sera confiée à la SATT de Lyon, Pulsalys, afin d’en préserver l’avancée technologique. Une licence exclusive sera confiée à la startup Molsid créée en 2018 par Jens Hasserodt et Anne Khoschnud. Les technologies proposées par Molsid permettent de détecter rapidement et efficacement une activité enzymatique dans un échantillon biologique in vitro et in vivo, et reposent sur quinze année de R&D au sein du Laboratoire de chimie de l’ENS de Lyon. La startup est lauréate du concours i-Lab, organisé par le Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l’Innovation en partenariat avec Bpifrance, parmi les 75 lauréats de l’édition 2019. 

En savoir plus :

Le concours i-Lab

Le site de Molsid