Les enzymes de division des protéines jouent un rôle essential dans de nombreux processus physiologiques. De telles protéases sont généralement présentes dans un état inactif et ne sont activées que sous certaines disorders. Certaines sont liées à des maladies telles que des infections ou le most cancers, ce qui rend essential de disposer de méthodes capables de détecter sélectivement les protéases actives. Dans la revue Angewandte Chemie, les scientifiques ont introduit une nouvelle classe de capteurs d’activité protéase : des nanoparticules d’or équipées d’ADN peptidique.
Dirigée par Devleena Samanta et Anna Capasso (Université du Texas à Austin, United states of america), l’équipe a montré que ces nanosondes peuvent détecter plusieurs protéases actives en parallèle (mesure multiplexée). La méthode fonctionne à température ambiante et ne nécessite pas de préparation d’échantillon compliquée ni d’instruments élaborés.
Au cœur des nouvelles sondes se trouvent des nanoparticules d’or équipées de chaînes constituées d’un peptide et d’un fragment d’ADN. La structure peptidique est conçue pour être divisée par la protéase détectée. L’ADN agit comme un code-barres special pour identifier le peptide et amplifie également le signal. Si la protéase souhaitée est présente sous sa forme active dans l’échantillon, le peptide la divise. Cela libère le code-barres ADN dans la solution, où il peut être détecté en fonction de sa séquence.
Pour réaliser cette détection, l’équipe utilise un examination CRISPR/Cas12a : l’enzyme Cas12a se lie à un ARN tutorial (ARNg) pour former un complexe inactif. L’ARNg contient un phase qui se lie spécifiquement à l’ADN du code-barres. Cela energetic le Cas12a, de sorte qu’il puisse désormais « découper » l’ADN straightforward brin (ADNsb). Pour le test, les chercheurs ajoutent des molécules d’ADN double brin avec un groupe fluorescent (fluorophore) à une extrémité et un extincteur, qui « coupe » la fluorescence du fluorophore (à problem qu’ils soient suffisamment proches), à l’autre. Si l’ADNsb est coupé, le fluorophore et l’extincteur s’éloignent davantage. Il en résulte une forte fluorescence qui indique que la protéase testée est présente (limite de détection d’environ 58 pM).
Si aucun instrument n’est disponible sur put et que le examination doit aller vite, la détection est feasible à l’œil nu : si la protéase divise le peptide sur la sonde, la cost superficielle des nanoparticules d’or adjust et celles-ci s’agrègent. La couleur de ces « nanostructures plasmoniques » dépend fortement de leur degré d’agrégation. Il est doable de détecter des concentrations nanomolaires de protéase en fonction du changement de couleur dans la option de test.
La détection multiplexée des protéases 3CL et caspase3 a permis à l’équipe de démontrer la haute sensibilité et la sélectivité de leur nouvelle méthode. Le 3CL est un marqueur d’une infection energetic à coronavirus et les people atteints de COVID présentent souvent également une activité élevée du marqueur de l’apoptose, la caspase3. Le potentiel clinique de ce take a look at a également été démontré par la détection de la cathepsine B, une protéase liée au cancer colorectal, dans trois lignées cellulaires tumorales différentes obtenues auprès de patients.
Ces nanosondes produisent des signaux de fluorescence 100 fois in addition élevés que les capteurs de protéase commerciaux basés sur la fluorescence. De furthermore, pratiquement n’importe quelle protéase peut être détectée si le peptide qu’elle divise est connu. Ensemble, ces nanosondes peuvent potentiellement permettre une détection précoce des maladies et améliorer la précision et la fiabilité des assessments de diagnostic grâce au multiplexage.
