Le NNMT catalyse la méthylation du nicotinamide pour produire le 1-méthylnicotinamide (1-MNA). Le 1-MNA peut être encore oxydé par l'aldéhyde oxydase en, N1-méthyl-2-pyridone-5-carboxamide (2py) ou N1-méthyl-4-pyridone-3-carboxamide (4py), et les trois métabolites sont excrétés dans l'urine. Crédit :Université de Kanazawa
Les métabolites sont des molécules organiques qui participent ou sont créées lors des réactions biochimiques qui se déroulent constamment dans un organisme. Pour le corps humain, plus de 110, 000 métabolites ont été identifiés. Les métabolites jouent un rôle dans le syndrome métabolique, quelle est la situation dans laquelle plusieurs conditions médicales surviennent simultanément ; les conditions comprennent l'obésité, l'hypertension artérielle et l'hyperglycémie. Le syndrome métabolique est associé à un risque plus élevé de développer une maladie cardiovasculaire, diabète de type 2 et différents types de cancer. La présence de certains métabolites peut être un indicateur d'états pathologiques particuliers liés au syndrome métabolique. Mesurer et surveiller efficacement la présence est donc important pour un diagnostic précoce. Maintenant, Tomoki Ogoshi, Atsushi Hirao, et Masaya Ueno de l'Université de Kanazawa et ses collègues ont développé un biocapteur pour un métabolite de faible poids moléculaire connu sous le nom de 1-MNA. Le capteur repose sur les propriétés physico-chimiques du pilier[6]arène, une molécule en forme de canal.
Les chercheurs ont étudié le métabolite 1-MNA (1-méthylnicotinamide), récemment découvert pour être présent à des niveaux plus élevés dans les lignées cellulaires cancéreuses agressives. Ces cancers ont augmenté l'activité NNMT (nicotinamide N-méthyltransférase) dans laquelle 1-MNA est un sous-produit. La détection du 1-MNA pourrait donc être cruciale pour le diagnostic et le traitement rapides de ces cancers.
Ogoshi et ses collègues ont émis l'hypothèse que les piliers[n]arènes pourraient être utilisés comme biocapteurs pour les métabolites comme le 1-MNA. Les [n]arènes piliers sont des composés macrocycliques en forme de pilier de section polygonale (pentagonale et hexagonale pour n =5 et 6, respectivement). Les chercheurs ont découvert que le pilier[6]arène (P6A) forme un complexe hôte-invité avec le 1-MNA; le métabolite peut s'y lier car la cavité hexagonale à l'intérieur de P6A offre le bon environnement pour le faire. Ils ont également constaté que lorsque 1-MNA est lié à P6A, la réponse fluorescente de ce dernier diminue significativement - un effet qui peut être exploité comme indicateur de la présence ou de l'absence de 1-MNA (réponse fluorescente forte ou faible, respectivement).
Surtout, les scientifiques pourraient montrer que le mécanisme de détection de fluorescence P6A fonctionne pour les échantillons biologiques. Spécifiquement, ils ont pu détecter le 1-MNA dans l'urine, mais avec une faible sensibilité. Ogoshi et ses collègues concluent que des expériences supplémentaires « contribueront à améliorer la sensibilité et la spécificité des biocapteurs, » et que leur travail « doit contribuer au développement de low-cost, facile, et des méthodes rapides pour la détection des métabolites humains pour le diagnostic."
Pilier[n]arènes, qui ont été signalés pour la première fois par le groupe d'Ogoshi en 2008, sont une famille de composés macrocycliques en forme de pilier qui contiennent une connexion para-pont entre le 1, motifs 4-dialcoxybenzène. Ils ont une cavité riche en électrons qui a des propriétés hôte-invité, et il est connu que les piliers[n]arènes forment des complexes stables avec les cations. Un pilier soluble dans l'eau[6] arène (P6A) est porteur de 12 anions carboxylates. Le diamètre à travers la cavité de P6A est d'environ 0,67 nm. Crédit :Université de Kanazawa
Syndrome métabolique
Le syndrome métabolique fait référence à l'association du diabète, l'hypertension artérielle (hypertension) et l'obésité. Les patients atteints du syndrome métabolique sont plus à risque de développer certaines maladies cardiovasculaires ainsi que différents types de cancer. Le syndrome métabolique est souvent associé au surpoids et au manque d'activité physique, et est également lié à la résistance à l'insuline (une caractéristique clé du diabète de type 2).
Maintenant, Tomoki Ogoshi de l'Université de Kanazawa et ses collègues ont développé un biocapteur pour un métabolite connu sous le nom de 1-MNA. Pouvoir détecter efficacement les métabolites associés à certaines pathologies est une avancée importante vers le développement de traitements pour les pathologies associées au syndrome métabolique.
Pilier[n]arènes
Pilier[n]arènes, collectivement nommés piliers (et parfois piliers), sont des molécules organiques cycliques constituées de n unités dites hydroquinones, qui peut être substitué. Hydroquinone, également connu sous le nom de quinol, a la formule chimique C
Lors de l'ajout de 1-MNA, l'intensité de fluorescence de P6A a considérablement diminué en raison du transfert d'électrons photo-induit. P6A a également une sélectivité élevée :P6A ne forme pas de complexes hôte-invité avec le nicotinamide et le 2py. Crédit :Université de Kanazawa
Le premier pillararene a été synthétisé en 2008 par Tomoki Ogoshi et ses collègues de l'Université de Kanazawa. Le nom de pillararène a été choisi car les molécules sont de forme cylindrique (en forme de pilier) et composées de fragments aromatiques (arènes).
Maintenant, Ogoshi, Hirao et ses collègues ont montré que le pilier[6]arène (n =6) peut être utilisé comme biocapteurs pour le métabolite 1-MNA, un résultat important étant donné que la détection des métabolites de faible poids moléculaire est difficile.
