Quand n’est-il pas suffisant d’avoir des milliards de choix ? Apparemment lors de la fabrication d’aptamères.
Les aptamères – de courts brins d’ADN ou d’ARN capables de se lier à des récepteurs cibles spécifiques – peuvent être extrêmement utiles pour mesurer les métabolites et les protéines dans la recherche biologique, identifier les marqueurs de maladies et traiter les maladies. Ils se comportent un peu comme des anticorps, mais sont plus faciles à synthétiser et à incorporer dans des biocapteurs, sont plus stables à température ambiante, ont une durée de conservation plus longue et sont beaucoup moins susceptibles de déclencher des réponses immunitaires indésirables.
Alors que les aptamères existent dans d’innombrables configurations, trouver exactement celui qui convient à une tâche spécifique est intimidant. Les chercheurs identifient généralement les aptamères en passant au crible des bibliothèques massives de morceaux d’ADN ou d’ARN générés de manière aléatoire. L’aptamère rare qui montre une affinité pour la cible souhaitée peut être amélioré par d’autres études, mais seulement jusqu’à un certain point. Par conséquent, les aptamères ont trouvé une utilisation limitée en biomédecine.
Mais cela pourrait bientôt changer. Milan Stojanovic, Ph.D., professeur de sciences médicales, de génie biomédical et de biologie des systèmes au Vagelos College of Physicians and Surgeons de l’Université de Columbia, et ses collègues ont mis au point une meilleure façon de fabriquer des aptamères. Les chercheurs ont d’abord analysé comment les unités structurelles individuelles au sein des composés organiques (groupes fonctionnels ou fragments) contribuent à la liaison au sein de 27 paires cible-aptamère. L’analyse a permis de mieux comprendre comment surmonter les barrières structurelles qui empêchent les aptamères d’atteindre leurs cibles.
Pour démontrer l’utilité de leur approche, les chercheurs ont créé deux nouveaux aptamères avec des applications cliniques potentielles. Un aptamère mesure les niveaux sanguins de l’acide aminé leucine et pourrait être appliqué au dépistage néonatal de la maladie urinaire du sirop d’érable, un trouble métabolique dans lequel le corps ne peut pas convertir correctement les aliments en énergie.
Un autre aptamère détecte les taux sanguins du médicament antifongique voriconazole, couramment utilisé chez les patients immunodéprimés. Des niveaux élevés de voriconazole peuvent provoquer des effets secondaires graves, tels qu’une toxicité cérébrale et hépatique. Les deux nouveaux tests à base d’aptamères ont le potentiel d’améliorer les tests sanguins existants pour la leucine et le voriconazole.
L’article est publié dans la revue Science.
Plus d’information:
Kyungae Yang et al, Une approche guidée par le groupe fonctionnel des aptamères pour les petites molécules, Science (2023). DOI : 10.1126/science.abn9859