Une nouvelle innovation en matière de spectrométrie de masse pourrait transformer la recherche
L'innovation peut améliorer la découverte de cibles médicamenteuses tout en aidant les scientifiques à répondre à des questions de longue date sur la santé humaine et la biologie
Le poids en dit long. Dans la cuisine, il peut signifier que l'on cuisine avec un ingrédient en trop ou en trop peu. Pour les scientifiques, le poids d'une molécule peut aider à déterminer sa composition. Cela permet de savoir si un médicament potentiel agit sur l'organisme ou s'il n'agit pas du tout. Le poids peut même révéler la composition des tumeurs, ce qui peut influencer les options de traitement. Pour obtenir de telles mesures et bien d'autres encore, les chercheurs ont recours à une technique appelée spectrométrie de masse.
La spectrométrie de masse, que l'on voit ici, mesure le poids moléculaire en injectant des ions dans une chambre et en chronométrant le temps qu'il faut à chacun d'eux pour atteindre un capteur. Imaginez que vous lanciez une balle de tennis et un ballon de médecine contre un mur. Vous pouvez déterminer leur poids en fonction de leur vitesse d'accélération et du temps qu'il leur faut pour atteindre le mur.
Cifani lab/CSHL
"Un spectromètre de masse est essentiellement une échelle très précise", explique Paolo Cifani, professeur associé de recherche au Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL). "Imaginez un seau rempli de différentes molécules. Grâce à la spectrométrie de masse, vous pouvez déterminer quelles molécules et combien il y en a dans ce seau. Cela permet aux chercheurs d'essayer de répondre à des questions telles que : "Y a-t-il des protéines, des lipides ou d'autres petites molécules différentes dans une tumeur par rapport à une autre ?
Aujourd'hui, Cifani et son équipe du centre de spectrométrie de masse du CSHL ont mis au point une nouvelle technique pour améliorer les performances de leurs instruments. Leur innovation pourrait améliorer la découverte de cibles médicamenteuses tout en aidant les scientifiques à répondre à des questions de longue date sur la santé et la biologie humaines.
Lorsqu'il s'agit d'identifier des molécules dans des mélanges complexes, on pensait que la sensibilité du spectromètre de masse était déterminée presque exclusivement par la vitesse. Les balayages typiques consistent à transférer les molécules à l'état gazeux. Leurs ions sont ensuite mesurés en séquence en prenant des "instantanés" à l'intérieur du "seau" toutes les quelques secondes. Cependant, si trop d'ions s'accumulent, ils peuvent commencer à interagir, ce qui perturbe le balayage. Il semble donc intuitif que plus on va vite, plus on peut séquencer", explique M. Cifani.
"La vitesse est toujours un facteur, explique-t-il. Mais des molécules potentiellement intéressantes peuvent être négligées parce qu'elles ne sont pas visibles sur l'instantané, le spectromètre étant "aveuglé" par des ions plus abondants. Notre nouvelle technique vise à remédier à ce problème.
M. Cifani compare cette technique à un système de tri. Plutôt que de mesurer tout ce qui se trouve dans la chambre en même temps, le laboratoire de Cifani divise les analyses en "bacs". Si une molécule se trouve à des niveaux beaucoup plus élevés, elle ne remplit qu'un seul bac, pas les autres.
"Notre méthode mesure beaucoup mieux les différences de concentration", explique-t-il. "C'est très important lorsqu'on étudie un médicament par rapport à un placebo.
Le laboratoire s'efforce à présent d'affiner et d'élargir l'accès à sa nouvelle technique. La publication de celle-ci dans la revue Analytical Chemistry constitue une première étape importante. De nombreuses installations centrales du CSHL offrent une expertise technique non seulement aux chercheurs du laboratoire, mais aussi à d'autres institutions. M. Cifani et son équipe sont convaincus que leur technique sera utile à la communauté scientifique. "Il s'agit d'une preuve de concept", déclare-t-il. "Nous sommes prêts à inspirer des découvertes dans le monde entier.
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