Les scientifiques d'Utrecht ont réussi à mesurer la masse de molécules individuelles. En modifiant un spectromètre de masse existant et en développant un logiciel spécial, les chercheurs ont réussi à faire des mesures ultra-sensibles. Cela leur permet de mesurer chaque particule séparément dans un mélange de molécules pour la première fois. Cela a des applications de grande envergure dans, par exemple, produits de thérapie génique, dans lequel une méthode de mesure précise est cruciale. Les chercheurs publieront leurs résultats le 9 mars dans Méthodes naturelles .

Avec la spectrométrie de masse, les chercheurs déterminent la masse des molécules. Mais jusqu'à maintenant, cela n'a pas été possible de manière directe. Les chercheurs ont utilisé un spectromètre de masse pour déduire la charge des ions dans un ensemble de molécules, puis ont recalculé la masse. Cela fonctionne assez bien lorsque les molécules et leurs charges peuvent être identifiées, mais dans un complexe de protéines mixtes avec une masse élevée, c'est une tâche presque impossible.

Le groupe de recherche dirigé par Albert Heck a ajusté son spectromètre de masse en laboratoire et développé un logiciel spécial lui permettant d'effectuer des mesures de molécules individuelles. Le spectromètre de masse est un gros instrument, de la taille d'une photocopieuse, au milieu duquel se trouve une sorte de capsule de la taille d'un pouce :l'Orbitrap. Les ions qui le traversent, cercle autour d'une électrode, produire un signal de courant électrique. "Maintenant, nous pouvons regarder chaque ion dans le spectromètre de masse séparément. Cela signifie que nous n'avons plus à regarder les ensembles d'ions, mais mesurer la charge directement pour chaque ion, " dit le premier auteur Tobias Wörner. " Cela permet de déterminer la masse des choses qui ont une distribution de masse ambiguë. "

Produit de gène

La thérapie génique est une application concrète dans laquelle cette nouvelle méthode peut faire toute la différence. La thérapie génique est principalement appliquée aux enfants présentant une anomalie génétique rare. Les médecins introduisent un virus inoffensif contenant une version saine du gène. L'année dernière, par exemple, cette forme de thérapie est arrivée sur le marché pour la maladie musculaire SMA sous le nom de Zolgensma. Le coût était de 2,12 millions de dollars, fabriquer le médicament le plus cher du monde.

"Le défi est d'ajouter correctement le gène au virus. Les méthodes qui peuvent le mesurer sont cruciales. Si le gène est trop long, il ne sera pas absorbé correctement par le virus ou sera tranché en morceaux. S'il est trop court, il y a une chance que le virus prenne deux morceaux. Il est également possible que les particules virales n'aient pas du tout de gène intégré. La qualité d'un tel produit génique n'a pas pu être mesurée jusqu'à présent, " dit Albert Heck de l'Université d'Utrecht.

Cela va changer avec cette nouvelle méthode. "Maintenant, nous pouvons mesurer si et quels morceaux le virus a absorbés. Nous sommes déjà approchés par plusieurs laboratoires pharmaceutiques internationaux, qui voudrait que nous le fassions pour eux, car la thérapie génique est en pleine renaissance."

Logiciel ouvert

La nouvelle analyse de masse peut être utilisée pour une variété de grands complexes, aussi :anticorps, ribosomes, caillots de protéines et virus vides ou génomiques. "C'est vraiment une énorme percée, " Heck dit. "Cela ouvre tellement de possibilités. Je ne pense pas que nous allons réaliser à quel point cette percée a été importante avant bien plus tard."

Le fabricant Thermo Fisher Scientific a annoncé que la nouvelle application ne sera pas lancée sur le marché pour le moment. Mais le logiciel Hecklab sera disponible. "Nous rendrons le logiciel développé librement accessible, " dit Joost Snijder, professeur assistant impliqué dans la recherche. "Donc, n'importe quel laboratoire avec un Orbitrap peut l'essayer par lui-même."