Un moyen rapide et fiable de détecter les niveaux de monoxyde de carbone dans le corps pourrait permettre aux cliniciens de diagnostiquer la maladie.

Le monoxyde de carbone est normalement considéré en fonction de la quantité de dommages qu'il peut nous causer, mais une équipe de scientifiques de l'Imperial College de Londres et de l'Université polytechnique de Valence ont examiné les autres rôles biologiques qu'elle peut jouer.

Le monoxyde de carbone est en fait produit dans notre corps en petites quantités, et est vital dans un certain nombre de processus biologiques, agissant souvent comme une molécule messagère. Avec des preuves suggérant l'implication du monoxyde de carbone dans la résolution de l'inflammation et peut-être dans le soulagement des troubles cardiovasculaires, c'est un domaine d'intérêt croissant pour de nombreux scientifiques.

Une possibilité intéressante est l'utilisation thérapeutique du monoxyde de carbone pour traiter la maladie, mais ça, et d'autres domaines connexes, sont actuellement limités par la capacité de suivre avec sensibilité la génération de monoxyde de carbone en temps réel.

Maintenant, une nouvelle technologie, conçu par des scientifiques impériaux et valenciens et publié dans le Journal de l'American Chemical Society , a le potentiel d'être utilisé pour évaluer les niveaux de monoxyde de carbone dans le corps à la fois efficacement et rapidement.

Une nouvelle façon de détecter le monoxyde de carbone

Initialement, le groupe d'Imperial travaillait sur le développement de bandes de couleur changeante qui pourraient indiquer les niveaux de monoxyde de carbone dans l'air autour de nous tout en évitant les interférences de la vapeur ou de la fumée. Suite à la publication de cette recherche, ils ont commencé à travailler avec leurs collègues de Valence, qui s'intéressaient aux applications biologiques possibles de la technologie.

Afin de développer une technique de détection du monoxyde de carbone dans le corps, doctorat les étudiants Anita Toscani et Jonathan Robson ont dû trouver des moyens de détecter des concentrations beaucoup plus faibles, passer de la détection du monoxyde de carbone en parties par million à des parties par milliard.

Un défi supplémentaire était d'y parvenir tout en évitant les interactions indésirables avec les nombreuses autres substances présentes. Le chef d'équipe du département de chimie de l'Impériale, Dr James Wilton-Ely, a expliqué que :« Les défis jumeaux sont la sensibilité et la sélectivité, et nous pensons avoir coché les deux cases."

Signaux lumineux

L'intoxication au monoxyde de carbone se produit lorsqu'il se lie au fer contenu dans l'hémoglobine de notre sang, empêchant sa capacité à transporter l'oxygène des poumons vers le reste du corps. Dans une tournure intéressante, c'est cette affinité même pour certains métaux qui fait le succès de la nouvelle technique. Il utilise du ruthénium (un métal du même groupe du tableau périodique que le fer) auquel sont attachées des molécules organiques (ligands) soigneusement conçues.

L'un de ces ligands est conçu pour avoir la capacité de briller, ou fluorescent, lorsque la lumière de la bonne longueur d'onde est utilisée, mais sont "éteints" lorsqu'ils sont attachés au métal ruthénium. En présence de monoxyde de carbone, il se lie au ruthénium, détacher le ligand. Cela amène le ligand à « s'allumer » et à commencer à devenir fluorescent sous une lumière rouge pénétrant profondément, devient visible au microscope.

Les chercheurs ont pu tester la technique en utilisant des échantillons de cellules prélevées sur des souris, et ont découvert qu'ils étaient rapidement capables de détecter le monoxyde de carbone produit en réponse à l'inflammation induite chez les souris. Grâce à l'analyse d'images, ils pourraient alors quantifier la quantité de monoxyde de carbone présente à partir de la fluorescence produite.

Cette technologie a un grand potentiel pour de futures applications dans le diagnostic médical, mais il illustre également les différentes manières dont nous devrions penser aux produits chimiques comme le monoxyde de carbone. Comme l'a souligné le Dr Wilton-Ely :« Cela offre un très bon aperçu du monde qui nous entoure – tant de choses ont des rôles et des réputations multiples, et cela ajoute une richesse au monde de la science qui devrait être embrassée."