Projet ANR-08-PCVI-0018 – MECANO : Multi electrochemical sensor arrayed platform for screening biological markers of neurological lysosomal storage diseases and acute brain injuries
Programme : Programme interdiciplinaire en physique et chimie du vivant (PCV) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR PARIS A (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR PARIS A)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Université Paris Descartes
Montant : 550000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 36 mois
Résumé : Le développement de réseaux de microcapteurs électrochimiques, dans lesquels chaque électrode est individuellement et spécifiquement conçue pour détecter un analyte particulier, permet l'accès à des outils analytiques performants pour la détection simultanée d'espèces multiples. Ce type de réseaux de multicapteurs est bien adapté à l'étude du comportement des cultures cellulaires ou de tranches de tissus biologiques pour analyser leurs réponses à un stimulus chimique ou physique. La nécessité de développer des réseaux de capteurs hautement élaborés se prête bien aux besoins d'étudier les rôles fondamentaux des espèces réactives de l'oxygène et de l'azote comme l'anion superoxyde, le monoxyde d'azote (NO) et leur produit de réaction, le peroxynitrite (ONOO-) dans la transduction de signaux cellulaires ou le dysfonctionnement cellulaire. Ces espèces font actuellement l'objet d'une quantité considérable de recherches, étant donné que le taux de leur production et leur présence commandent des fonctions essentielles des cellules, comme l'activation, la prolifération et l'apoptose. Il est bien connu actuellement qu'une production inadéquate de NO, de l'anion superoxyde et de leurs métabolites est impliquée dans de diverses pathologies (cardio-) vasculaires et neurodégénératives. Des études récentes ont mis en évidence un stress oxydatif important dans plusieurs modèles de maladies lysosomales à atteinte neurologique. De plus, plusieurs travaux suggèrent actuellement une augmentation pathologique de NO et ONOO- dans des dysfonctionnements neurodégénératifs, incluant les conséquences de certains accidents tels que le trauma cranien et l'ischémie cérébrale. Plusieurs groupes de recherche dans le monde travaillent actuellement activement pour surmonter les limitations techniques pour la détection simultanée de ces espèces. La réussite de la démonstration que le ratio NO/ONOO- peut être utilisé comme indicateur pour la compréhension des mécanismes de certains dysfonctionnements neurodégénératifs ou pour la mise au point de thérapies anti-oxydantes est étroitement liée à la disponibilité d'un concept analytique performant pour le suivi in situ et in vivo de la production de ces deux espèces. L'élaboration de réseaux de capteurs électrochimiques dédiés à la détection sensible, sélective et simultanée de ces analytes est un domaine de recherche pertinent que nous proposons de développer dans ce projet. Nous envisageons le déroulement de ce projet selon les 4 étapes suivantes: 1. La conception et la validation de réseaux de microélectrodes à usage unique pour la détection électrochimique simultanée de NO et ONOO- applicables en recherche pharmacologique. Ces réseaux d'électrodes seront fabriqués par photolithographie et placés dans les puits des plaques de culture cellulaire. Les électrodes en réseau seront chimiquement modifiées selon la spécificité des analytes cellulaires d'intérêt afin de les doter de la sensibilité, la sélectivité et la biocompatibilité désirées. 2. La conception de réseaux d'électrodes transparentes permettant des mesures optiques et électrochimiques simultanées. Ce dispositif permettra de multiparamétrer les mesures biologiques en combinant des techniques de fluorescence et électrochimiques. 3. Le développement des microcapteurs implantables miniaturisés et jetables pour la quantification de NO et ONOO- dans les tissus biologiques (tissus neuronaux, plasma) pour mimer des situations in vivo 4. L'application pratique de ces dispositifs dans l'étude des effets d'agents anti-oxydants et dans la compréhension des mécanismes de dysfonctionnements neurodégénératifs suite à un trauma cranien ou une ischémie cérébrale ou dans un modèle de mucopolysaccharidose de type IIIA (modèle MPS IIIA de la maladie de Sanfilippo) dans lequel les effets d'agents anti-oxydants seront étudiés. Le principal resultat attendu de ce projet est le développement de dispositifs analytiques pour répondre à des questions biologiques importantes qui d