Les scientifiques ont mis au point une nouvelle méthode d'imagerie des protéines qui pourrait conduire à de nouvelles découvertes dans la maladie grâce à l'analyse des tissus biologiques et des cellules et au développement de nouveaux biomatériaux pouvant être utilisés pour la prochaine génération de systèmes d'administration de médicaments et de dispositifs médicaux.

Des scientifiques de l'Université de Nottingham, en collaboration avec l'Université de Birmingham et le National Physical Laboratory, ont utilisé l'instrument 3-D OrbiSIMS de pointe pour faciliter la première affectation in situ sans matrice ni marqueur de protéines intactes à surfaces avec une préparation d'échantillon minimale. Leurs recherches ont été publiées aujourd'hui dans Communication Nature .

L'Université de Nottingham est la première université au monde à posséder un instrument 3-D OrbiSIMS. Il est capable de faciliter un niveau sans précédent d'analyse moléculaire spectrale de masse pour une gamme de matériaux (matière dure et molle, cellules et tissus biologiques). L'installation de Nottingham dispose également d'installations de cryopréparation par congélation à haute pression qui permettent aux échantillons biologiques d'être maintenus proches de leur état natif comme congelés-hydratés pour compléter la lyophilisation et la fixation des échantillons plus couramment appliquées mais plus perturbatrices. Lorsque la sensibilité de surface, une résolution massique/spatiale élevée est combinée à un faisceau de pulvérisation cathodique de profilage de profondeur, l'instrument devient un outil extrêmement puissant pour l'analyse chimique 3D comme le démontre ce récent travail.

Le Dr David Scurr de l'École de pharmacie de l'Université de Nottingham a dirigé cette dernière étude et a été soutenu par Ph.D. étudiante Anna Kotowska. David a déclaré :« La conception et l'innovation de la prochaine génération de biomatériaux reposent sur la capacité de caractériser avec précision les tissus et les matériaux biologiques. Le défi pour les scientifiques dans ce domaine a été de déceler la complexité chimique de tels systèmes. Cette approche de l'analyse des protéines a démontrée à l'aide d'exemples extrêmes pour illustrer sa sensibilité et sa spécificité en cartographiant chimiquement une monocouche de protéine (biopuce à protéines) et la distribution d'une protéine spécifique dans la peau humaine (système biologique multicouche complexe) respectivement. sont un pas de plus vers la compréhension des processus biologiques fondamentaux et le développement de systèmes plus efficaces pour cibler les médicaments et fournir des revêtements pour les dispositifs médicaux. »

L'équipe de Nottingham a déjà appliqué la recherche sur les biomatériaux pour créer un nouveau type de cathéter urinaire en partenariat avec Camstent Ltd, recouvert d'un matériau résistant aux bactéries découvert par des scientifiques de l'Université de Nottingham.

Le professeur Morgan Alexander est directeur du programme EPSRC Grant in Next Generation Biomaterials Discovery et de l'installation 3-D OrbiSIMS, il a déclaré :« La recherche que nous sommes maintenant en mesure de faire à l'aide de cet instrument ouvre la voie à des changements importants dans la façon dont les matériaux peuvent être utilisés en médecine pour mieux traiter les maladies. Le revêtement de cathéter que nous avons développé en partenariat avec Camstent a tout disparu le chemin de la découverte d'une nouvelle classe de matériaux que personne n'aurait pu prédire jusqu'aux essais cliniques et est un excellent exemple de l'application de ce type de recherche. »

Paula Mendès, Professeur de matériaux avancés et de nanotechnologie à l'Université de Birmingham, ajoute : « Avec ces nouvelles capacités de caractériser les protéines sur les surfaces, il existe également de nouvelles opportunités intéressantes pour concevoir des matériaux fonctionnels avec des interactions protéiques prévisibles pour la technologie des biocapteurs ».