Une équipe de chercheurs a développé un biocapteur électronique basé sur des aptamères d’ADN qui peut détecter des biomarqueurs dans des échantillons de sang total sans ajout de réactifs. Comme l’explique l’équipe dans le journal Angewandte Chemie International Edition, les aptamères d’ADN reconnaissent les protéines marqueurs aussi efficacement que les anticorps, mais sont plus faciles à préparer et plus adaptables. Le biocapteur a pu détecter des niveaux cliniquement pertinents d’une protéine marqueur pour les maladies cardiovasculaires sans autre préparation d’échantillon.
Les chercheurs visent à développer des outils de diagnostic capables de détecter les biomarqueurs de la maladie directement, de manière fiable et sur le terrain, sans avoir besoin d’envoyer des échantillons à des laboratoires spécialisés pour analyse. Shana O. Kelley de l’Université de Toronto, Canada, et de l’Université Northwestern à Evanston, Illinois, États-Unis, et son équipe ont développé un dispositif simple à puce pour détecter les protéines marqueurs dans des échantillons complexes à l’aide de mesures chronoampérométriques.
Leur système de capteurs à l’échelle nanométrique fonctionne comme un « pendule » moléculaire : il mesure la charge supplémentaire qu’une protéine place sur le pendule, qui consiste en un brin d’ADN attaché à une électrode. L’approche ne nécessite aucun réactif externe.
En règle générale, les anticorps sont utilisés pour rechercher et lier des protéines marqueurs dans des mélanges complexes. Cependant, les anticorps sont eux-mêmes des protéines et, en tant que tels, sont assez complexes à concevoir et à produire. Kelley et ses collègues ont maintenant découvert que les aptamères d’ADN plus petits et plus simples peuvent être utilisés à la place des anticorps. Les aptamères d’ADN sont de courts fragments synthétiques de formes et de structures spécifiques. Ils sont relativement faciles à fabriquer et, avec des structures personnalisables, moins chers à produire que les anticorps.
Comme les anticorps, les aptamères d’ADN peuvent se lier à des protéines marqueurs par des interactions moléculaires et structurelles, mais ils sont plus faciles à concevoir. « L’ADN a les interactions les plus prévisibles et les plus programmables de toutes les molécules naturelles ou synthétiques », expliquent Kelley et son équipe. Pour développer un capteur à base d’aptamère, ils ont créé un aptamère d’ADN qui détecte spécifiquement le peptide natriurétique de type B (BNP), un biomarqueur des maladies cardiovasculaires, et ont lié cet aptamère au brin d’ADN du pendule attaché à l’électrode en or pour créer le pendule moléculaire. capteur.
Le biocapteur terminé a détecté avec succès le BNP, même dans des mélanges complexes tels que le sang total non traité de patients cardiaques. Étant donné que Kelley et ses collègues ont découvert que la sensibilité du système à base d’aptamères était aussi élevée que celle de la détection à base d’anticorps, ils suggèrent de poursuivre les recherches et l’utilisation des aptamères d’ADN pour des diagnostics indépendants du laboratoire.
Plus d’information:
Alam Mahmud et al, Surveillance des biomarqueurs cardiaques avec des capteurs à pendule moléculaire à base d’aptamères, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI : 10.1002/anie.202213567