Les quantum dots au coeur du vivant

Une bonne partie de nos gènes fabriquent des acides aminés servant à constituer des protéines. Dans ce processus, la partie codante de l’ADN produit un ARN messager qui quitte le noyau, s’assemble aux ribosomes et à des ARN de transfert afin de lire les informations chimiques. Ce processus est contrôlé par une classe d’ARN appelé interférents : comme leur nom l’indique, ils interfèrent dans l’expression des gènes pour empêcher, autoriser ou moduler la production des protéines. La compréhension de ces mécanismes a permis au génie génétique de mettre au point des ARN interférents artificiels (siRNA) afin de réduire au silence ou au contraire de surexprimer un gène donné. Il suffit de connaître l’ordre des nucléotides de ce gène pour produire un siRNA spécifiquement adapté.

Une équipe de l’université de Washington (Seattle) et de l’Université Emory (Atlanta) vient de mettre au point une nouvelle technique de siRNA, 10 à 20 fois plus efficaces que les procédés existants pour moduler l’expression des gènes. Il s’agit de quantum dots (boîte quantique), des cristaux semi-conducteurs de taille nanométrique dont les propriétés fluorescentes sont ajustables : ils émettent de la lumière (photons) selon leur diamètre. Dans le procédé ici utilisé, les quantum dots font 6 nanomètres, c’est-à-dire qu’ils sont environ 10.000 fois plus fin qu’un cheveu. L’originalité du travail a consisté à entourer le quantum dot d’un polymère fonctionnant comme une « éponge à proton », la mofication de charge électrique facilitant la pénétration du siRNA dans la cellule (passage de la membrane et de l’endosome) et maximisant son efficacité sur le noyau-cible.

Ce travail illustre la convergence des nanotechnologies et des biotechnologies. Les applications concrètes vont des progrès en imagerie scientifique (suivre l’action des composants intimes de la matière vivante) aussi bien qu’en thérapie médicale (ajuster les expressions des gènes et délivrer un agent d’intérêt dans la cellule).

Référence et illustration :
Yezhelyev M.V. et al. (2008), Proton-Sponge coated quantum dots for siRNA delivery and intracellular imaging, J. Am. Chem. Soc., online pub., doi :10.1021/ja800086u