102 atomes d’or pour explorer l’intérieur d’une cellule vivante
Les chercheurs ont développé une sphère de 102 atomes d’or qui, lorsqu’elle est décorée avec des peptides bioactifs, diffuse à l'intérieur d'une cellule vivante, et combine l’activité des deux constituants. Ces résultats, ouvrant des perspectives pour sonder l’intérieur des cellules à très haute résolution ont été publiés le 24 aout 2018 dans la revue ACS Applied Nano Materials.
L’or est un métal fascinant et des nanoparticules d’or trouvent même des utilités en recherche biomédicale et en imagerie par microscopie grâce à des propriétés d’oxydo-réduction, d’opacité aux électrons et de liaison à des biomolécules organiques.
Pour continuer à améliorer ces nanoparticles d’or et permettre leurs utilisations pour sonder l’intérieur d’une cellule humaine, il est indispensable de diminuer la taille des particules d’or pour une meilleure diffusion et de faciliter leur modification (décoration) avec des macromolécules bioactives.
Les chercheurs ont d’abord développé une nouvelle sphère d’or de 1.4 nm de diamètre. Structurellement, cette sphère consiste en un cœur métallique de 102 atomes d’or recouvert par des molécules organiques (des ligands de surface). Les ligands de surface assurent à la fois une solubilité aqueuse et une protection du cœur métallique. Ils sont aussi échangeables avec toute sorte de molécules organiques thiolées, produisant une sphère d’or prête à une décoration de surface et à une bioactivation par l’intermédiaire de la molécule organique.
Pour démontrer le potentiel de cette nouvelle sphère d’or, les chercheurs l’ont décoré avec des peptides bioactifs connus pour assister l’import ou l’export nucléaire de protéines. Ils ont ensuite fait rentrer ces [peptides-sphère d’or] dans une cellule vivante et étudié leurs distributions. Les résultats démontrent sans ambiguïté que les conjugués diffusent à l’intérieur d’une cellule vivante (contrairement à des conjugués formés avec des nanoparticules de diamètre plus imposant) et qu’ils ne diminuent pas la viabilité apparente des cellules. Un import et un export nucléaire ont bien été observés comme étant spécifique du peptide lié, démontrant ainsi la stabilité du lien entre l’or et la molécule organique bioactive.
La synthèse de cette sphère d’or et les connaissances acquises sur le comportement de sphères d’or décorées avec des peptides bioactifs dans les cellules ouvrent des possibilités nouvelles pour moduler des mécanismes intracellulaires et/ou localiser des effecteurs nucléaires à des précisions inégalées avec l’aide des dernières avancées en microscopie électronique.
© G. Zuber
En savoir plus :
Cytosolic Diffusion and Peptide-Assisted Nuclear Shuttling of Peptide-Substituted Circa 102 Gold Atom Nanoclusters in Living Cells
Desplancq D, Groysbeck N, Chiper M, Weiss E, Frisch B, Strub J-M, Cianferani S, Zafeiratos S, Moeglin E, Holy X, Favier AL, De Carlo S, Schultz P, Spehner D, Zuber G.. ACS Applied Nano Materials. 2018. doi: 10.1021/acsanm.8b00988.