La détection d'une présence par le constat d'une absence...

C'est ce que pratique chaque jour le professeur de travaux pratiques Miss Marker. Miss Marker demande à ses élèves d'enfiler la blouse blanche accrochée à leur porte-manteau dans le couloir avant de pénétrer en salle de TP. Lorsqu'un élève est absent, Miss Marker le sait avant même de pénétrer dans la salle parce que sa blouse est encore à son porte-manteau. La détection de l'élève présent par l'absence de sa blouse transposée aux bio-marqueurs, ou détection par absence de marqueurs (Miss Marker diagnostic), présente des avantages par rapport aux détections "positives".

La détection optique de marqueurs fluorescents, colorants ou stériques sur la surface d'une biopuce nécessite un grand nombre d'étapes et de précautions après la fabrication de la puce. En principe, il suffit de prendre une bio-puce équipée de sondes (pièges biochimiques) regroupées par nature en plots, comme illustré sur la figure a, de les mettre en contact avec un serum (par exemple) jusqu'à ce que les pièges sélectifs aient fonctionné (comme les pièges 1 et 2 de la figure b), puis de lire le contenu des plots. Cela suppose de marquer (ici en vert) les cibles (jaunes) avant ou après la capture. Mais un inconvénient important est la capture (dite non spécifique) d'espèces non ciblées par l’analyse qui viennent obstruer les pièges, y compris celle de marqueurs fluorescents isolés, voire la contamination des pièges par manque de précautions. Enfin, la lecture de la puce nécessite souvent plusieurs étapes, ce qui en fait un travail spécialisé.

Ce que je propose est de partir d'une biopuce déjà saturée avec des "bouchons" (en bleu) marqués (en vert) et liés aux sondes par une faible constante d'affinité dans les conditions d'utilisation de la puce (elle peut être réglée forte pendant le stockage, en jouant sur le pH par exemple). Cette puce est représentée sur la figure c. En présence de l'analyte (au sein du serum), les bouchons (bleus) sautent pour faire place aux cibles (jaunes) qui possèdent une affinité plus grande avec les sondes (figure d). On appelle cela un déplacement. La présence des cibles est donc révélée par l'absence des marqueurs déplacés.

Dans le cas de matériaux très absorbants comme des métaux, les propriétés Anti-Reflet (AR) des couches ARA (cf § A5.5) s'obtiennent pour des épaisseurs ultrafines, de quelques nanomètres seulement, lorsqu’elles sont déposées sur un simple support de verre ou de plastique. Un mode de réalisation de ces couches est un dépôt de nanoparticules.  La technique BALM permet donc de détecter une seule couche de particules de dimensions nanométriques appropriées sur une surface ordinaire. La fonctionnalisation de telles particules, d'or le plus souvent, est devenue très courante, et la réalisation des bouchons est assez facile. La disparition des particules bouchon au moment de la capture peut être détectée et quantifiée in situ, sans marquage, sans séchage, et avec un outil très simple (la technique BALM du §A1.6). Mais le procédé est aussi transposable à d'autres techniques de lecture, notamment la fluorescence ‘(des bouchons), la SPR (Surface Plasmon Resonance) ou la BLI (Bio Layer Interferometry).

Avec le procédé Miss Marker (couvert par un  brevet CNRS), tous les étapes délicates se trouvent déplacés au niveau de la fabrication, l'utilisateur final se limitant à la mise en contact du sérum à tester avec la puce. Pour ce projet et pour d’autres, je cherche à multiplier les collaborations avec des biochimistes.