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Sondes infrarouge pour la bioanalyse et l’imagerie subcellulaire

publié le , mis à jour le

Les complexes métalliques comprenant des ligands carbonyles (CO) présentent des propriétés spectrales uniques de par la présence de bandes caractéristiques et intenses dans l’IR moyen (région des 2000 cm-1), là où les molécules biologiques n’absorbent pas. Ces bandes sont dues aux vibrations d’élongation des liaisons C-O et leur nombre et leur position dépendent du métal et du groupe d’espace du complexe. Cette propriété spectrale a conduit au développement d’une nouvelle méthode de dosage non isotopique appelée CMIA associant complexes métal carbonyles (MCO) et spectroscopie IR.
En parallèle, des études se sont focalisées sur le marquage d’anticorps par des complexes métal carbonyles. Il s’agissait d’introduire le plus grand nombre possible d’entités MCO tout en préservant la capacité de reconnaissance de l’anticorps pour son antigène. Pour cela, des entités Fe(CO)2 ont été conjuguées au dendrimère PAMAM de génération 4 par l’intermédiaire de ses amines terminales, puis le dendrimère modifié a été couplé à un anticorps (IgG).
Des progrès récents ont été réalisés dans l’instrumentation infrarouge pour l’analyse à l’échelle microscopique (spectromicroscopie IR couplée à une source synchrotron, couplage AFM-IR). Par exemple, l’imagerie chimique d’une cellule de cancer du sein de type MDA-MB-231 incubée en présence d’un dérivé du mestranol portant une entité Re(CO)3 (25 µM, 1h) a été réalisée à l’aide d’un microscope infrarouge utilisant une source multi-faisceau issue d’un synchrotron (IRENI) ; la cartographie de la sonde MCO a été établie sur la base de son absorption à 1915 et 2025 cm-1 à une résolution proche du µm.

L’imagerie de cette molécule à l’intérieur d’une cellule de cancer du sein de type MCF-7 a aussi été réalisée par couplage AFM-IR, ce qui a permis d’observer l’accumulation de mestranol-Re(CO)3 dans l’appareil de Golgi.

Bibliographie
A. Vessières, Metal carbonyl tracers and the ferrocifen family, two facets of bioorganometallic chemistry. J. Organomet. Chem. 2013, 734, 3-16. DOI : 10.1016/j.jorganchem.2012.12.020
S. Clède, F. Lambert, C. Sandt, S. Kascakova, M. Unger, E. Harte, M-A. Plamont, R. Saint-Fort, A. Deniset-Besseau, Z. Gueroui, A. Vessières, C. Policar, Analyst 2013, 138, 5627-5638. DOI : 10.1039/c3an00807j