En utilisant la technique RMN Hyper-CEST, l'équipe dirigée par Leif Schröder du Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) et du Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) a réussi à révéler deux variantes jusque-là peu étudiées d'un type de conteneur de transport de la classe des polyèdres organométalliques (MOP). Les chercheurs veulent utiliser ces connaissances pour développer un nouveau type d'agent de contraste en imagerie RM (résonance magnétique).

Le concept d'un système de construction modulaire s'avère utile dans de nombreuses applications pour assembler des structures complexes pour des fonctions spécifiques à partir de sous-unités individuelles et répétées. En chimie, le principe peut être utilisé pour construire un réseau auto-assemblé à partir d'unités moléculaires plus petites qui agit comme un conteneur de transport d'une taille définie. Par exemple, plusieurs ions métalliques peuvent être liés à des molécules organiques. Ces MOP (polyèdres organométalliques) servent par exemple à capter les gaz à effet de serre ou à ouvrir la voie à des agents chimiothérapeutiques plus efficaces en les chargeant de certains médicaments qu'ils libèrent ensuite dans la tumeur. Plusieurs aspects du comportement de ces structures n'ont pas encore été suffisamment explorés. Cela s'explique en partie par le fait qu'il n'existe pas toujours de techniques appropriées pour observer le chargement et le déchargement de ces MOP au niveau moléculaire. Souvent, aucune différence ne peut être mesurée entre les variantes vide et chargée, que ce soit pour le conteneur ou son contenu.

En coopération avec une équipe de l'Université d'Oulu en Finlande, le groupe de recherche de Leif Schröder a étudié les MOP qui s'assemblent spontanément en solution à partir d'ions de fer et d'un composé organique pour former des tétraèdres. Dans le processus, les entretoises organiques peuvent être attachées différemment aux "nœuds" en fer. Cela influence essentiellement les propriétés des MOP, telles que leur capacité à tuer les cellules tumorales. Dans le cas du MOP à l'étude, cependant, on pensait auparavant qu'une seule des trois variantes théoriquement prédites existait. Les deux autres variants ont été jugés trop instables car aucune méthode analytique n'a pu les détecter. En utilisant une nouvelle méthode de résonance magnétique (hyper-CEST NMR), le membre de l'équipe de Schröder, Jabadurai Jayapaul, a maintenant réussi à démontrer que ces variantes jusque-là inconnues existent.

Les collègues finlandais ont pu confirmer les signaux de ces MOP "cachés" à l'aide de calculs théoriques. Bien qu'elles ne se produisent que dans de très faibles proportions, les mesures ont montré que la modification de la fixation des entretoises entraîne des changements spectaculaires dans le chargement et le déchargement des conteneurs. Certains sous-types de conteneurs peuvent être sélectionnés pour accélérer le processus. Les chercheurs utilisent maintenant ces connaissances pour développer un nouveau type d'agent de contraste en IRM dans lequel le chargement du conteneur influence le signal IRM. Mais les observations montrent également qu'il existe un plus grand potentiel de nouvelles connaissances pour optimiser davantage les transporteurs de médicaments. En d'autres termes, la première impression que l'on se fait de ces structures n'est pas toujours la bonne. Une partie substantielle de leur nature peut rester cachée jusqu'à ce que nous soyons capables de les détecter en utilisant des méthodes beaucoup plus sensibles. + Explorer plus loin

Feuille de route pour trouver de nouveaux matériaux poreux fonctionnels