Un groupe de nanotubes de carbone recouverts d'une fine couche de polymère reconnaissant les protéines forme un biocapteur capable d'utiliser des signaux électrochimiques pour détecter des quantités infimes de protéines, qui pourrait fournir un nouvel outil de diagnostic crucial pour la détection d'une gamme de maladies, une équipe de chercheurs du Boston College rapporte dans le journal Nature Nanotechnologie.

Le biocapteur à nanotubes s'est avéré capable de détecter la ferritine humaine, la principale protéine de stockage du fer des cellules, et l'oncoprotéine E7 dérivée du virus du papillome humain. D'autres tests utilisant la calmoduline ont montré que le capteur pouvait faire la distinction entre les variétés de la protéine qui prennent différentes formes, selon l'équipe pluridisciplinaire de biologistes, chimistes et physiciens.

Les techniques d'impression moléculaire ont montré que les structures polymères peuvent être utilisées dans le développement de capteurs capables de reconnaître certains composés organiques, mais la reconnaissance des protéines a présenté un ensemble difficile de défis. L'équipe de la Colombie-Britannique a utilisé des réseaux de nanotubes en forme de fil - environ un 300e de la taille d'un cheveu humain - recouverts d'un revêtement polymère non conducteur capable de reconnaître les protéines avec une sensibilité d'un sous-picogramme par litre.

Au cœur de la fonction du capteur se trouvent les empreintes des molécules de protéines dans le revêtement polymère non conducteur. Parce que les empreintes réduisent l'épaisseur du revêtement, ces régions du polymère enregistrent un niveau d'impédance plus faible que le reste de l'isolant polymère lorsqu'elles sont mises en contact par les charges inhérentes aux protéines et une solution saline ionisée. Lorsqu'une molécule de protéine tombe dans son image miroir, il comble le vide dans l'isolant, permettre aux nanotubes d'enregistrer un changement d'impédance correspondant, signaler la présence de la protéine, selon le co-auteur Dong Cai, professeur agrégé de recherche en biologie à la Colombie-Britannique.

La détection peut être lue en temps réel, au lieu d'après des jours ou des semaines d'analyses en laboratoire, ce qui signifie que la technique d'empreinte moléculaire des nanotubes pourrait ouvrir la voie à des biocapteurs capables de détecter le virus du papillome humain ou d'autres virus des semaines plus tôt que ne le permettent actuellement les techniques de diagnostic disponibles. Par opposition à la recherche des anticorps anti-HPV ou des réponses immine à médiation cellulaire après l'infection initiale, le capteur à nanotubes peut suivre directement la protéine HPV. En outre, aucun marqueur chimique n'est requis par les méthodes de détection électrochimique sans marquage.

« Dans le cas de certaines maladies, personne ne peut savoir pourquoi quelqu'un est malade, " dit Cai. " Tout ce que l'on peut savoir, c'est qu'il pourrait s'agir d'un virus. À ce moment-là, le patient peut ne pas avoir d'anticorps sériques détectables. Alors à un moment où il est crucial d'obtenir un diagnostic, il peut ne pas y avoir de traces du virus. Vous avez pratiquement perdu votre chance. Maintenant, nous pouvons détecter les protéines de surface du virus lui-même par empreinte moléculaire et faire l'analyse. »