(Phys.org) — Des nanosondes en or pourraient être utilisées pour prédire le risque de cancer chez les gens – et l'efficacité des traitements, à la suite de recherches menées par des universitaires de l'Université de Strathclyde.

Les nanosondes pourraient permettre aux scientifiques d'étudier les cellules cancéreuses dans les moindres détails - en utilisant une technique d'imagerie hautement sensible connue sous le nom de microscopie FRET - dans le but d'identifier les propriétés cancérigènes. Les nanosondes pourraient également être utilisées pour mesurer l'efficacité des médicaments, à un niveau de détail subcellulaire, tandis qu'une autre application pourrait être l'identification des contaminants dans les approvisionnements en nourriture et en eau.

Dr Yu Chen, du Département de physique de l'Université, a déclaré : « La technologie pourrait permettre la détection simultanée de plusieurs types d'ARN liés au cancer, ce qui soulèverait alors la possibilité pour les scientifiques de pouvoir à terme dépister les patients, afin de prédire leur risque de développer une maladie. En nous permettant de voir ce qui se passe à l'intérieur des cellules, nous espérons également que cette recherche conduira également au développement de techniques pour étudier l'efficacité des médicaments."

Collaborateur professeur David Birch, également du Département de Physique, a déclaré : « Nous sommes très enthousiasmés par les applications potentielles de cette approche multidisciplinaire, qui exploite l'expertise de la physique, chimie, la biologie, ingénierie et médecine. Nous espérons que cela conduira au développement d'une nouvelle génération de techniques d'imagerie et de détection biologiques qui sous-tendront l'amélioration des soins de santé pour une gamme de maladies. »

L'équipe pense également que la microscopie FRET avec des nanoparticules d'or pourrait être utilisée pour améliorer la sécurité des aliments et de l'eau. Collaborateur Dr Jun Yu, du Strathclyde Institute of Pharmacy and Biomedical Sciences, a déclaré:"Cette nouvelle approche d'imagerie de l'ARN au niveau d'une cellule unique peut également permettre aux scientifiques de développer de nouvelles méthodes pour identifier divers microbes susceptibles d'avoir contaminé les aliments et l'eau. La sécurité alimentaire est un défi mondial et l'utilisation de nouvelles nanosondes pour détecter la contamination des aliments par divers microbes ouvriront une nouvelle façon d'aborder ce problème crucial."

Les nanoparticules d'or – moins d'un millième de la largeur d'un cheveu humain – présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux molécules de colorant organique qui sont actuellement utilisées pour étudier les cellules en microscopie à fluorescence. Ils sont plus photostables - c'est-à-dire qu'ils sont inchangés par l'exposition à la lumière - sont plus sensibles car ils peuvent sonder sur une plus longue distance, et sont moins toxiques pour les cellules.

Le Dr Chen a déclaré :"Les nanosondes sont basées sur un type de" poignée de main moléculaire ", appelé transfert d'énergie de résonance de Förster - ou FRET, dans lequel des nanoparticules d'or sont liées à une protéine fluorescente, via un ADN simple brin structuré en épingle à cheveux. Lors de l'interaction avec l'ARNm cible dans la cellule, la structure en épingle à cheveux se dissout et un signal fluorescent se produit - permettant le suivi et la quantification de l'ARNm lié à la maladie au niveau cellulaire, même jusqu'au niveau de molécules simples.

Les scientifiques pensent qu'ils peuvent être utilisés pour délivrer d'autres molécules, comme les médicaments contre le cancer, directement aux tissus de la maladie - en contournant la normale, cellules saines. Aussi, ils sont économiques à produire car ils n'utilisent qu'une infime trace du métal précieux.

Le projet de 18 mois, soutenu par 119 £, 000 investissements du Conseil de recherche en biotechnologie et sciences biologiques. Il vise à développer une nouvelle approche pour l'imagerie des acides ribonucléiques de message (ARNm) - une sorte d'acide nucléique présent dans toutes les cellules vivantes qui porte les codes génétiques de l'ADN pour fabriquer des protéines. En examinant les ARNm clés au niveau cellulaire, les scientifiques pourraient détecter des maladies - comme le cancer - à un stade précoce, et d'étudier l'efficacité d'un traitement particulier.