Visualisation du sulfure d'hydrogène cellulaire par un capteur fluorescent à base de Washington Red. Crédit :WSU
Des scientifiques de l'Université de l'État de Washington ont créé un colorant injectable qui illumine les molécules avec une lumière proche infrarouge, rendant plus facile de voir ce qui se passe profondément à l'intérieur du corps.
Le nouveau colorant aidera les chercheurs médicaux à suivre la progression d'un large éventail de maladies, comme le cancer.
Ming Xian, le professeur distingué Ralph G. Yount de chimie, appelle le nouveau colorant Washington Red. Lui et Wei Chen, professeur adjoint de recherche au département de chimie de la WSU, a publié une nouvelle étude détaillant les propriétés uniques du colorant et comment il est fabriqué dans Angewandte Chemie , l'une des meilleures revues de chimie au monde.
"La lumière proche infrarouge traverse le corps humain, le rendre presque invisible et fabriquer des colorants qui répondent à cette couleur de lumière parfaite pour la bio-imagerie, ", a déclaré Xian. "Le rouge Washington est un colorant unique et peu coûteux que je vois être utilisé dans de nombreux domaines."
Percée de la bio-imagerie fluorescente
La bio-imagerie fluorescente est la visualisation de cellules et d'autres tissus biologiques marqués d'un colorant qui brille lorsqu'il est activé par la lumière.
Il est utilisé pour observer les biomarqueurs de maladies et d'autres composés biologiques en temps réel et aide les médecins à identifier et à traiter les caillots sanguins, cardiopathie, tumeurs et autres anomalies dangereuses.
La plupart des colorants disponibles dans le commerce pour la bio-imagerie sont fluorescents dans le spectre visible avec des longueurs d'onde comprises entre 400 et 600 nanomètres. Il y a plusieurs problèmes pratiques avec ces colorants. Pour un, molécules en acides aminés, l'hémoglobine et d'autres tissus et fluides naturels sont également fluorescents lorsqu'ils sont éclairés par des couleurs de lumière dans cette région du spectre, comme le vert et le bleu.
Auteurs de l'étude Ming Xian, Wei Chen et Jacob Day, Wei Chen tient un bécher du colorant Washington Red. Lorsqu'il est exposé à la lumière infrarouge, le liquide rose devient rouge. Crédit :WSU
Cette luminescence naturelle rend difficile la différence entre ce que le colorant cible et les tissus environnants. Une lumière de longueur d'onde plus courte peut même endommager les cellules, rendre les colorants de ces couleurs risqués à utiliser dans les tissus vivants.
Lumière proche infrarouge, ou lumière avec une longueur d'onde comprise entre 650-900 nanomètres, est idéal pour la bio-imagerie car il pénètre profondément dans les tissus sans endommager les cellules naturelles ni provoquer leur fluorescence.
Les colorants qui montrent une lumière proche infrarouge se sont avérés extrêmement difficiles à fabriquer, cependant, et ont tendance à être limités dans leur application.
Le nouveau colorant Washington Red de Xian en diffère de plusieurs manières. Le processus de fabrication est plus simple et le colorant est facile à éteindre, ce qui signifie qu'il ne brillera pas dans l'infrarouge tant qu'il n'aura pas localisé et lié à sa cible. Washington Red est également hautement accordable. Il peut être modifié pour rechercher et se lier à une grande variété de molécules, gaz et autres substances dans le corps.
"Comparé à d'autres colorants proche infrarouge, notre colorant est facile à fabriquer et peut être modifié pour cibler de nombreux composés biologiques différents, " a déclaré Xian. " Il pourrait être utilisé pour suivre la progression d'une grande variété de maladies et pour étudier des processus biologiques spécifiques, comme l'inflammation du cœur ou l'accumulation de cellules tumorales, ce qui pourrait éventuellement conduire à la conception de nouveaux médicaments et thérapies médicales. »
Xian a travaillé avec le WSU Office of Commercialization pour déposer un brevet pour son colorant Washington Red afin qu'il puisse être utilisé par des chercheurs d'autres institutions à travers le pays et le monde.
"La capacité d'éclairer des molécules spécifiques à l'intérieur des créatures vivantes a de nombreuses applications potentielles, dit Xian. "Nous sommes impatients de collaborer avec d'autres groupes de recherche et de leur fournir Washington Red afin qu'ils puissent poursuivre leurs propres enquêtes uniques."
La recherche de Xian est en accord avec les Grands Défis de WSU, une série d'initiatives de recherche visant de grands problèmes de société. Il est particulièrement pertinent pour le défi du maintien de la santé et de la lutte contre l'apparition et la progression de la maladie.
