Une équipe de chercheurs de la faculté de pharmacie de l'université de Tokyo a mis au point une méthode de contrôle de l'activité biologique des protéines à l'aide d'un hydrogel sensible au rayonnement lumineux. Baptisée PARCEL (pour "Protein Activation and Release from Cage by External Light"), la technique consiste en l'encapsulation des protéines dans un hydrogel, ce qui bloque leur activité biologique. Lorsqu'il est exposé à un rayonnement ultraviolet, l'hydrogel se clive, libérant les protéines qui retrouvent une activité normale. Par le passé, d'autres chercheurs étaient parvenus à produire des protéines pouvant être activées grâce à un rayonnement, mais au prix de modifications structurelles de ces dernières. En revanche, l'utilisation de l'hydrogel ne nécessite aucune modification des molécules actives.
Pour illustrer les possibilités de ce procédé, les chercheurs ont créé un modèle permettant de tester différents composés chimiques susceptibles de bloquer l'action de PCSK9, une protéine dont la surexpression ou certaines formes mutantes sont impliquées dans certaines hypercholestérolémies [1] d'origine génétique. Le modèle est simple : le système avant exposition au rayonnement UV représente l'état sain et après la libération de la protéine l'état pathologique. Les chercheurs peuvent tester l'évolution de la concentration en PCSK9 au cours de sa libération en présence de différents candidats médicaments, afin de déterminer lesquels sont les plus efficaces.
La méthode permet potentiellement un meilleur contrôle du moment, du lieu et de l'intensité de l'activité de diverses protéines, un problème particulièrement complexe. Elle présente donc un intérêt certain pour la recherche fondamentale en biologie et biochimie. Par ailleurs, des applications pratiques sont envisageables dans plusieurs domaines des biotechnologies : bioprocédés de production, méthode d'administration de médicament, etc.
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[1] L'hypercholésterolémie est un taux élevé de cholestérol, facteur de risque important dans le développement d'artériosclérose (épaississement et durcissement des artères) et, à terme, de maladies cardio-vasculaires.
- "Photocontrol of Biological Activities of Protein by Means of a Hydrogel" - MURAYAMA Shuhei et KATO Masaru - Analytical Chemistry - publication en ligne le 15/02/2010 - http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac1003757 - Annonce (en japonais) de l'Organisation pour le Développement des Energies Nouvelles et des Technologies Industrielles (NEDO) - 18/02/2010 - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/pTb1y