Représentation schématique des nanovésicules QS greffées d'ADN. Des QS chargés d'un fluorophore organique (c'est-à-dire un donneur) sont préparés et une sonde d'ADN modifiée par le cholestérol-triéthylène glycol (TEG) à l'extrémité 5' fluorescente (c'est-à-dire une sonde F-miARN) est ajoutée au système colloïdal afin de s'auto- assembler dans la membrane. L'incorporation de la sonde d'ADN amphiphile fluorescente dans la membrane de la nanovésicule entraîne un FRET entre les donneurs intégrés (D) et les accepteurs sur la sonde (F). En présence du miARN cible spécifique, l'événement d'hybridation produit un changement conformationnel simple à double brin de la sonde d'ADN, entraînant une diminution de l'efficacité de FRET en raison de l'augmentation moyenne de la distance entre le donneur et l'accepteur de FRET. Crédit :DOI :10.1002/adfm.202103511
Un nouveau travail du groupe Nanomol, appartenant au réseau CIBER-BBN, en collaboration avec une équipe de l'Université de Rome Tor Vergata, présente de nouvelles nanovésicules capables de traverser les barrières biologiques telles que les membranes cellulaires, tout en conservant leur capacité de détection, ce qui les rend sondes attractives pour la détection intracellulaire de biomarqueurs.
« Le développement de sondes capables de détecter l'environnement biologique et de signaler la présence d'une molécule cible spécifique est un défi pertinent dans une variété d'applications biomédicales, de l'administration de médicaments aux outils de diagnostic », déclare Mariana Köber, chercheuse à l'ICMAB et auteure correspondante de l'étude, en collaboration avec Nora Ventosa, de l'ICMAB, et Alessandro Porchetta, de l'Université de Rome Tor Vergata.
Ce travail, qui a été publié dans Advanced Functional Materials , présente la conception de nanovésicules fluorescentes fonctionnalisées avec de l'ADN biomimétique capables de traduire leur liaison à une molécule cible en une sortie optique, par une modification du transfert d'énergie par résonance de Förster (FRET) et de l'émission fluorescente.
Ces nanovésicules Quatsomes (QS) sont une classe émergente de petites vésicules unilamellaires très stables de ≈50-100 nm de diamètre, formées par l'auto-assemblage de tensioactifs ioniques et de stérols en milieu aqueux. Leur stabilité élevée, également dans les fluides corporels, leur unilaminarité et leur homogénéité particule à particule en font un matériau souple attrayant pour les applications de détection. « Les nanovésicules QS sont chargées de sondes fluorescentes basées sur des acides nucléiques amphiphiles pour produire des nanovésicules actives FRET programmables qui fonctionnent comme des transducteurs de signal hautement sensibles », expliquent les chercheurs.
Les chercheurs du CIBER-BBN ont participé à la caractérisation des propriétés photophysiques de ces nanovésicules et ont démontré une détection hautement sélective de microARN cliniquement pertinents avec une sensibilité de l'ordre du nanomolaire. Cette production des nanovésicules et leur caractérisation physico-chimique a été réalisée grâce aux services de l'ICTS NANBIOSIS, à travers l'Unité de Traitement des Biomatériaux et de Nanostructuration de l'ICMAB-CSIC.
Selon les auteurs, la stratégie proposée pourrait être facilement adaptée à la détection de différents biomarqueurs :"nous espérons réaliser une plateforme de bioimagerie pour la détection d'une large gamme d'acides nucléiques et d'autres molécules cliniquement pertinentes dans les fluides corporels ou directement dans les cellules, grâce à la capacité des Quatsomes pour la livraison intracellulaire." Les vésicules extracellulaires pourraient être des véhicules d'administration de médicaments personnalisés
