Des chercheurs de l'ETH Zurich ont développé une molécule qui émet une fluorescence là où de nouveaux tissus se forment dans le corps. En plus d'aider à détecter les tumeurs, la molécule pourrait jouer un rôle important dans la recherche sur les troubles de la cicatrisation.

Le collagène est la protéine la plus abondante dans le corps humain. Il représente un tiers de la teneur en protéines et les brins simples s'assemblent pour former des fibres stables qui structurent le tissu conjonctif comme la peau, tendons, cartilage et os. Des chercheurs de l'ETH Zurich ont maintenant développé une molécule à plusieurs composants qui interagit avec le collagène et peut être utilisée pour éclairer la croissance de nouveaux tissus dans le corps.

Notre corps commence à produire plus de collagène à mesure que les plaies guérissent ou que les tumeurs se développent. Au cours de ce processus, les molécules de collagène fibreux se réticulent pour créer des fibres stables. Cela nécessite des enzymes LOX, qui oxydent certains sites dans les molécules de collagène. Ensuite, les sites chimiquement modifiés sur différents brins de collagène réagissent les uns avec les autres, provoquant la fusion des brins.

Capteur associé à un peptide fonctionnel

Dirigé par le professeur Helma Wennemers, professeur au Laboratoire de chimie organique de l'ETH Zurich, l'équipe de chercheurs a développé une molécule capteur à fluorescence inductible. La molécule elle-même n'est pas fluorescente, mais après réaction avec l'enzyme LOX, il commence à s'allumer. De cette façon, la molécule du capteur agit comme un marqueur de l'activité LOX. Prochain, les scientifiques ont combiné cette molécule avec un peptide fibreux court semblable au collagène. Ils ont conjugué ce peptide avec ce qu'on appelle un groupe réactif qui ne réagit avec le collagène que si ce dernier a été oxydé.

En collaboration avec des chercheurs du groupe dirigé par Sabine Werner, Professeur de biologie cellulaire, les scientifiques ont mené des expériences avec des souris dont la peau avait été injectée avec la molécule à plusieurs composants. Ils ont également réalisé des expériences in vitro avec des coupes de tissus. Leurs investigations ont révélé que la molécule s'ancre aux fibres de collagène où de nouveaux tissus se forment. Et il s'allume lorsque de nouveaux tissus commencent à se développer et que l'enzyme LOX se forme. "Grâce à sa conception modulaire à trois composants :le capteur, le peptide et le groupe réactif - notre système est exceptionnellement spécifique et précis, " dit Matthieu Aronoff, scientifique principal du groupe de Wennemers et auteur principal de l'étude.

Applications en oncologie et cicatrisation

Étant donné que de nouveaux tissus se forment principalement sur les bords des tumeurs au fur et à mesure de leur croissance, une application pour la nouvelle molécule est dans les examens de biopsie pour montrer les limites d'une tumeur. "L'une de nos visions est que les chirurgiens utiliseront un jour cette molécule en salle d'opération lors de l'ablation d'une tumeur, " dit Wennemers. La molécule montrerait aux chirurgiens la limite de la tumeur et les aiderait à l'enlever complètement.

D'autres applications potentielles de la nouvelle molécule marqueur sont dans le domaine de la cicatrisation des plaies, par exemple pour étudier la formation de tissus en général ou les troubles de la guérison chez les patients souffrant de diabète ou d'autres maladies. Ces questions sont également abordées dans le cadre du projet de recherche interdisciplinaire sur la peau Skintegrity, dans laquelle l'ETH Zurich est impliquée.

Ayant déposé une demande de brevet pour leur système, les scientifiques explorent actuellement diverses options pour le commercialiser et le développer pour un plus large éventail d'applications.