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Détecter une maladie génétique avec une « tache de café » !

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Détecter une maladie génétique avec une « tache de café » !

Détecter une maladie génétique avec une « tache de café » ! Une tache de café séchée se présente presque toujours avec des bords plus sombres ; ses constituants non volatiles (particules de café, par exemple) s’accumulant en effet sur le bord de la goutte. Ce phénomène, appelé effet « tache de café » n’est en fait pas du tout limité au café et se produit pour un très grands nombre de liquides usuels : pluie, thé, vin ou sang, par exemple. Pour qu’il se produise, une seule condition est nécessaire. Le bord de la goutte doit rester accrocher sur son substrat durant sur le séchage – on dit qu’il est ancré –, ce qui est le cas de la plupart des situations usuelles. Lorsque la goutte sèche, l’évaporation étant plus importante sur son bord qu’en son centre, il se crée un écoulement dans la goutte qui transporte la majorité des particules de la goutte, du centre vers le bord. Comme le bord est ancré, les particules s’y accumulent au cours du séchage. Si la goutte est ronde, on obtient alors un anneau de particules.

 

Une équipe, dirigée par Damien BAIGL, du pôle Microfluidique du Département de chimie de l’ENS (UMR PASTEUR, UPMC/ENS/CNRS), en collaboration avec Laurent Kiger (IMRB-INSERM U55), vient de montrer comment exploiter ce phénomène pour détecter, de manière particulièrement simple et robuste, une maladie génétique due à une mutation pathogène au sein de l’hémoglobine, une protéine essentielle au transport de l’oxygène. Ils ont montré qu’il suffit de mélanger l’hémoglobine à des particules sur laquelle la protéine peut s’adsorber, et de laisser ensuite sécher une goutte de ce mélange pour en déterminer des informations cruciales sur la protéine.

 

Lorsque la protéine est dans son état natif, l’effet « tache de café » se produit, et la figure de séchage prend la forme classique d’un anneau. Par contre, lorsque la protéine possède une mutation qui est à l’origine de la drépanocytose, une maladie génétique handicapante et répandue, l’hémoglobine s’adsorbe différemment sur les particules et l’effet « tache de café » est annulé. La tache prend alors la forme d’un disque homogène au lieu d’un anneau. Par cette méthode, il devient donc possible, par simple inspection visuelle de la figure de séchage d’une goutte, de détecter une mutation pathogène au sein d’une protéine. Dans le cas de cet article, un anneau est la signature d’une protéine non mutée et donc de l’absence de la maladie tandis qu’un disque sombre indique la présence de la mutation responsable de la drépanocytose.

 

Ce travail, qui vient d’être publié dans la revue Journal of the American Chemical Society, a été sélectionné comme « research highlight » par la revue Nature Nanotechnoly. Il ouvre de nombreuses perspectives pour le développement d’outils de dépistage à très bas coûts distribuables à grande échelle, y compris auprès de populations à faibles ressources.

Pour en savoir plus :

Laboratoire PASTEUR (ENS/CNRS/UPMC) Nouvelle fenêtre

 

Référence :

Protein Adsorption and Reorganization on Nanoparticles Probed by the Coffee Ring Effect: Application to Single Point Mutation Detection. Devineau S, Anyfantakis M, Marichal L, Kiger L, Morel M, Rudiuk S, Baigl D. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 11623–11632 doi: 10.1021/jacs.6b04833

 

Source : ENS/département de chimie.



29/11/16