Dossier Biopuces 2007

Pour étudier et mesurer les interactions moléculaires, les biologistes emploient couramment des techniques reposant sur le transfert d’énergie entre des molécules fluorescentes se trouvant à proximité et fusionnées aux molécules à étudier. Ces techniques de FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) ont toutefois l’inconvénient d’être sources d’un « bruit de fond » en raison de l’excitation de toutes sortes de molécules par la lumière laser utilisée. De plus, elles sont peu adaptées au suivi en temps réel des interactions. D’autres techniques font appel à un phénomène optique, la résonance plasmon de surface (SPR, surface plasmon resonance). Elles ont fait l’objet d’améliorations depuis leur première application dans les années 1980. Ainsi, en France, l'Institut d'Optique d’Orsay (IOTA), dont la principale composante est le laboratoire Charles Fabry (CNRS et Université Paris-Sud), et le CEA de Grenoble ont fait en sorte de mesurer en continu des centaines d’interactions moléculaires simultanées.

 Des ondes pour « lire » les interactions
De ces travaux est née en 2001 la société GenOptics, créée par trois chercheurs du IOTA et dirigée aujourd’hui par Philippe Kerouredan. L’innovation majeure portée par l’entreprise, qui compte sept salariés, est un système capable de mesurer la cinétique des interactions moléculaires intervenant sur une biopuce sans recours à des marqueurs fluorescents ou bioluminescents (systèmes dits « label-free »). Les « plasmons de surface » sont des ondes d’électrons générées (c’est la résonance) sous l’effet de l’absorption d’une lumière incidente par la surface métallique de la biopuce. Des interactions moléculaires se déroulant à la surface de cette puce perturbent ces plasmons et cette modification peut être mesurée par une caméra et un logiciel adaptés.

Le SPRi-PlexTM de GenOptics
© GenOptics

GenOptics commercialise ainsi la technologie de « résonance plasmon de surface par imagerie » (SPRi) sous la forme de deux appareils, SPRi-PlexTM et SPRi-Lab+TM, qui détectent automatiquement les interactions moléculaires se déroulant sur une biopuce. Celle-ci, SPRi-BiochipTM, est constituée d’une plaque de verre à haut indice de réfraction recouverte d’un film d’or, sur laquelle sont ensuite déposées les molécules sondes (peptides, protéines, ADN, etc.). Une fois introduite dans la chambre de détection de l’appareil, la puce peut interagir avec les molécules de l’échantillon véhiculées par un circuit microfluidique. Un faisceau de lumière polarisée de longueur d’onde donnée illumine la puce. Les interactions moléculaires qui se produisent à sa surface sont alors mesurées par une caméra CCD tandis qu’un logiciel d’analyse spécifique détermine les courbes de cinétique (association et dissociation des molécules).



 L’armée intéressée
Les applications de cette technologie concernent la recherche biomédicale mais aussi la biosécurité (capteurs de bactéries et de substances toxiques). « En biologie, l’étude de la cinétique des interactions moléculaires permise par la SPRi est particulièrement intéressante pour discriminer l’activité de deux molécules semblables sur une cible, et pourrait donc se révéler utile lors de la mise au point de tests dignostiques et de biocapteurs », estime Philippe Kerouredan. La société est parvenue à l’équilibre depuis trois ans grâce à des contrats conclus avec des laboratoires publics (Centre d'Etude du Bouchet de la Délégation générale à l’armement, CNRS, Inserm, CEA Grenoble, ENS de Cachan...) et quelques industriels.
Pour mieux faire connaître sa technologie, GenOptics a passé en janvier 2007 un accord exclusif de distribution de ses plates-formes avec la société française Jobin Yvon, qui fait partie du groupe Japonais HORIBA. « La stabilité de la société est maintenant assurée sur le long terme, affirme Philippe Kerouredan, et nous œuvrons pour  passer à la vitesse supérieure c’est-à-dire à des appareils conçus pour des applications industrielles, par exemple pour le criblage de molécules en drug discovery et le développement de solutions pour le diagnostic. » L’entreprise, soutenue au départ par Génopole Premier jour (Evry) et l’Institut d’Optique, recherche actuellement des relais financiers. Ils lui permettraient de « prendre du coffre » afin de garder sa position face à une concurrence de plus en plus présente, à l’exemple de sociétés américaines bien financées telles que Lumera (cotée au Nasdaq), Biacore (General Electric Healthcare), ou GWC Technologies.

Pour en savoir plus
www.genoptics-spr.com
B. Cherif et al. (2006) Clinically Related Protein–Peptide Interactions Monitored in Real Time on Novel Peptide Chips by Surface Plasmon Resonance Imaging, Clin Chem. 52(2):255-62.

 Ressources Internet