Les enzymes, essentielles aux fonctions cellulaires et physiologiques normales, sont impliquées dans diverses maladies comme le cancer et le diabète en raison de leur activité anormale. Par conséquent, le suivi de l’activité enzymatique constitue une stratégie précieuse pour le diagnostic et la surveillance des maladies. Les techniques d’imagerie conventionnelles sont limitées par le besoin d’agents de contraste, la faible sensibilité et la résolution spatio-temporelle.
Pour surmonter ces limites, les chercheurs étudient de plus en plus les sondes fluorescentes pour une visualisation non invasive et en temps réel de la dynamique enzymatique et de l’état pathologique correspondant.
Dans un nouvel article de synthèse, des chercheurs coréens ont résumé les dernières avancées dans le développement de sondes fluorescentes activées par des enzymes dans le proche infrarouge (NIR) et leurs diverses applications dans la recherche biomédicale et la médecine. En fournissant un aperçu plus approfondi de leur article, les auteurs principaux,
Le professeur Jun-Seok Lee du Collège de médecine de l’Université de Corée et le professeur Juyoung Yoon de l’Université Ewha Womans en Corée ont expliqué : « Bien que l’examen conventionnel des biomarqueurs repose sur le niveau d’expression comparatif d’une enzyme cible, il ne reflète pas l’activité enzymatique. les sondes fluorescentes peuvent aider à surveiller la dynamique de l’activité enzymatique in vitro et in vivo.
L’article de synthèse a été publié dans Tendances en chimie analytique.
Les sondes fluorescentes activées par une enzyme se composent principalement de trois composants : un fluorophore qui émet une fluorescence lors de l’activation, un lieur et une unité de reconnaissance enzymatique. Lorsque la sonde rencontre l’enzyme cible, la charge ou le transfert d’énergie qui en résulte active le fluorophore NIR, émettant une fluorescence détectable.
Les auteurs décrivent diverses stratégies de conception pour ces sondes fluorescentes adaptables, avec des applications polyvalentes dans des études ciblant les enzymes impliquées dans les processus métaboliques, la neurotransmission, la croissance cellulaire, la mort cellulaire et d’autres processus clés.
Les sondes fluorescentes NIR sont largement utilisées en imagerie biomédicale pour visualiser les cellules et les tissus, et elles fournissent des mesures très sensibles et en temps réel de l’activité enzymatique dans les cellules ainsi que dans des modèles de maladies animales.
Leur sélectivité permet la détection d’enzymes aberrantes spécifiques à certaines tumeurs ou maladies, facilitant ainsi le diagnostic précoce et différentiel. De plus, ils sont utilisés pour définir les marges tumorales ou des tissus spécifiques, guider la résection chirurgicale et sont prometteurs dans l’évaluation des réponses thérapeutiques aux thérapies ciblant les enzymes. De plus, leurs applications s’étendent à la détection environnementale, à la sécurité alimentaire, à l’analyse de l’eau et de l’air.
Les sondes fluorescentes activées par des enzymes offrent une spécificité et une sensibilité élevées, une excellente biocompatibilité, une facilité d’utilisation et des propriétés réglables, ce qui en fait des atouts précieux dans la recherche biomédicale et les soins de santé. D’autres études peuvent aider à la conception de sondes fluorescentes multi-cibles capables de distinguer différents types de cellules et de faciliter la recherche clinique, les diagnostics, la surveillance des maladies et les traitements. Dans l’ensemble, ces sondes recèlent un potentiel important pour révolutionner les soins de santé.
Cette revue améliore notre compréhension des sondes fluorescentes et jette les bases de recherches futures susceptibles d’élargir leurs applications. Les auteurs concluent en disant : « Une activité enzymatique anormale est une caractéristique de plusieurs maladies. Les sondes fluorescentes NIR peuvent être utilisées comme outils moléculaires pour la visualisation et la quantification de tels biomarqueurs. Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans leur développement, des études supplémentaires sont nécessaires pour élargir leurs bioapplications. »
Plus d’information:
Hyunsun Jeong et al, Progrès récents dans les sondes fluorescentes NIR activées par des enzymes pour les applications biologiques, Tendances en chimie analytique (2023). DOI : 10.1016/j.trac.2023.117335
Fourni par le Collège universitaire de médecine de Corée