Un nez bioélectronique au service du diagnostic

Publié dans Biotech Info N° 452 du 19 Août 2009

 

Combinant nanotechnologies et bioélectronique, ce nez a pour objet de remplacer la détection olfactive animale en utilisant ses bases biologiques au bénéfice d’applications biomédicales.

« L’idée de départ est que chaque maladie a une odeur particulière» explique Roland Salesse*, directeur du laboratoire NOPA, Unité de Neurobiologie de l’Olfaction et de la Prise Alimentaire de l’INRA (Jouy-en-Josas) et inventeur du premier nez bioélectronique, unique au monde, précisant « il ne s’agit pas forcément de pathologies infectieuses, mais de cancer du sein, de la vessie, de la prostate, de mélanomes, etc.». Plusieurs cas surprenants ont en effet été rapportés, tel celui d’un chien ayant détecté un mélanome sur la jambe de son maître, signalé par un comportement insistant (cas publié dans le Lancet en 1989). Preuve est depuis faite que la détection passe bien par l’odeur (fluides biologiques, haleine), et des chiens sont d’ailleurs utilisés dans des hôpitaux espagnols et anglais pour détecter certains cancers dans des échantillons d’urine, de même que des rats pour diagnostiquer le bacille de la tuberculose (organisation APOPO) ou encore des abeilles dressées pour détecter des explosifs dans des aéroports.

Le Projet BOND

Consortium européen financé sur le 7ème PCRD, le projet Bioelectronic Olfactory Neuron Device (BOND) sera lancé en octobre 2009 pour une durée de 3 ans, avec un budget annuel de 135 000€ pour l’équipe française de biologistes. «Nous travaillons à partir de la muqueuse olfactive de rat, mais nous exprimons ensuite les récepteurs olfactifs de façon hétérologue dans des levures » explique Edith Pajot, mentionnant au passage que les levures ont un faible coût et présentent l’avantage de fonctionner jusqu’à 15°C, ce qui favorise le bon état fonctionnel des récepteurs.
Rappelons aussi qu’un premier projet européen particulièrement ambitieux « SPOT-NOSED» (du nom d’un petit singe à nez blanc), de nanobiosenseur basé sur un récepteur olfactif unique, avait débuté en 2003. Seuls biologistes du consortium, les chercheurs du laboratoire NOPA collaborent entre autres avec des équipes de l’Ecole Centrale de Lyon pour la fonctionnalisation des surfaces et de l’Institut IBEC de l’Université de Barcelone pour la fabrication de nanooutils et de nanoélectrodes et la nanolithogravure. Huit partenaires européens sont au final engagés sur le projet BOND, et l’aspect nanoélectronique ainsi que la modélisation de la réponse électrique d’un récepteur unique reviennent à deux équipes italiennes tandis qu’un partenaire irlandais prend en charge le packaging et un groupe anglais porte l’ambition d’aller jusqu’à la commercialisation.

Des levures ingénierées

Génétiquement modifiée pour exprimer des récepteurs olfactifs, la levure de boulanger Saccaromyces cerevisiae est cassée mécaniquement pour obtenir des vésicules de membrane plasmique, soit des sacs vides sans machinerie cellulaire. « La vérification de la présence des récepteurs sur les membranes est essentielle …mais encore faut-il s’assurer qu’ils soient fonctionnels ! » explique E. Pajot.
C’est là qu’intervient la technique de résonance plasmonique de surface, afin de vérifier la réponse des récepteurs portés par ces éléments nanométriques – 50 nm de diamètre. « Si on considère l’odeur comme signature d’un phénomène, le nez bioélectronique peut potentiellement trouver des applications dans les domaines médical, environnemental – mauvaises odeurs – ainsi que du contrôle qualité dans l’agro-alimentaire et la cosmétique » projette E. Pajot. Il conserve les propriétés intrinsèques des récepteurs présents dans le nez animal : spécificité, sensibilité et discrimination.

* Propos recueillis à l’occasion du Congrès Cosmetic & Sensory organisé par Cosmetic Valley à Tours du 24 au 26 juin 2009.

 

Nathaly MERMET

 

Image à la Une : oeuvre de Daniel MONIC, artiste peintre sculpteur. Reproduction avec l’aimable autorisation de l’auteur.