Technologie trois en un pour cerner l'activité des microparticules

Une biopuce fonctionnalisée, trois techniques de comptage et de caractérisation : la combinaison orchestrée par des chercheurs bisontins est inédite pour étudier les sous-produits issus des cellules de l’organisme. Des fragments minuscules mais dont l’intérêt, avéré depuis quelques années, est aujourd’hui porté au premier plan par la communauté scientifique.

Au cours de sa naissance, de sa vie puis de sa mort, une cellule produit de minuscules fragments dont on a longtemps pensé qu’ils n’étaient que de vul­gaires déchets. On sait depuis à peine dix ans qu’ils jouent un véritable rôle dans l’activité cellulaire, cette découverte entraînant depuis de nombreuses recherches scientifiques. Ces résidus, dont certains n’atteignent que quelques dizaines de nanomètres, s’appellent des vésicules extracellulaires et sont classés en différents groupes, en fonction notamment de leur taille et de leur mode de biogénèse.

À noter que si les microparticules constituent l’un de ces groupes, leur nom est parfois confondu, sans doute par abus de langage, à la famille des vésicules tout entière. Pour assurer le comptage et la caractérisation de ces vésicules, la science recourt habituellement à la cytométrie en flux. Mais cette technique de référence se heurte à leur dimension infime, qu’elle ne peut pas, pour une grande partie, visualiser. Pour pallier cette difficulté, des cher­cheurs du département MN2S à l’Institut FEMTO-ST développent une technologie innovante pour mettre en lien différents équipements d’analyse, dont seule la combinaison rend possible l’étude approfondie de ces fragments cellulaires.

Microparticules plaquettaires immunocapturées à la surface d'une biopuce.

Image AFM obtenue en conditions physiologiques

Puce intelligente

Wilfrid Boireau est spécialiste de biophysique et de matériaux nanostructurés pour les biocapteurs, Céline Élie-Caille de nanobiosciences. Tous deux travaillent avec leurs collaborateurs sur le sujet depuis plusieurs années, notamment dans le cadre d’un partenariat avec l’équipe de Philippe Saas au laboratoire Interactions hôte-greffon-tumeur & ingénierie cellulaire et génique, qui pour sa part veut cerner les fonctionnalités et l’activité de ces microvésicules, dans le but de les utiliser à des fins diagnostiques et thérapeutiques (cf. en direct n°263, mars-avril 2016).

« Nous avons mis au point une biopuce composée d’un substrat en or, sur lequel sont greffés des récepteurs biologiques qui vont piéger les vésicules et les organiser à la surface de la biopuce », explique Wilfrid Boireau. « Cette surface fonctionnalisée, intelligente, répartit elle-même les particules d’un échantillon en sous-ensembles, en fonction des informations recherchées », poursuit Céline Élie-Caille. Ainsi préparé, l’échantillon « reporté » sur la biopuce peut se soumettre à trois méthodes d’investigation complémentaires : la technologie de résonance des plasmons de surface (SPR) étudie les interactions moléculaires ; le microscope à force atomique (AFM) établit la typologie des surfaces des particules et indique leurs grandeurs physiques caractéristiques ; le spectromètre de masse (MS) détecte et identifie les molécules et macromolécules les constituant.

Une combinaison gagnante pour des résultats complets : nombre, taille, morphologie, composition chimique et biochimique, concentration, état d’agrégation, origine cellulaire…, ce que ne permet aucune technique de façon individuelle. Ces équipements appartiennent à la plateforme interrégionale de protéomique CLIPP, spécialisée dans l’étude des protéines.