13 dec 2021

Les diamants deviennent les meilleurs amis des virologues

Des scientifiques européens ont transformé une méthode basée sur la physique utilisant les diamants et leur luminescence en une approche diagnostique pour détecter une infection virale dans des cellules vivantes.Les radicaux libres sont des molécules possédant un ou plusieurs électrons non appariés dans leur enveloppe extérieure; elles sont moins stables et présentent une plus grande réactivité. Les radicaux libres comprennent généralement les espèces réactives de l’oxygène (ROS) et les espèces réactives de l’azote (RNS), qui, à de faibles niveaux, ont des effets bénéfiques sur certains processus cellulaires tels que les réponses immunitaires. Par exemple, les phagocytes libèrent des radicaux libres pour tuer les agents pathogènes envahissants dans le cadre du mécanisme de défense de l’organisme. L’oxyde nitrique sert de messager intercellulaire dans d’importantes cascades de signalisation cellulaire et peut moduler le flux sanguin.

Cependant, il existe des rapports contradictoires concernant le rôle des radicaux libres dans la pathogénicité des virus. Il est donc nécessaire de procéder à une analyse plus détaillée de la cinétique de l’infection virale par les radicaux libres à haute résolution spatio-temporelle.
La magnétométrie à base de diamant pour mesurer les radicaux libres

Le projet MagnetoVirology, entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie (MSCA), a étudié les interactions des radicaux libres avec les virus. La recherche s’est concentrée sur le virus de la forêt de Semliki, habituellement rencontré en Afrique. «Notre principal objectif était de mesurer la charge en radicaux libres pendant l’infection virale, en utilisant la méthodologie très prometteuse de la magnétométrie à base de diamant», explique Romana Schirhagl, qui a accueilli le projet au département d’ingénierie biomédicale du centre médical universitaire de Groningue.

Cette technique s’appuie sur les propriétés des diamants: habituellement, ceux-ci sont constitués d’atomes de carbone liés chacun à quatre autres carbones pour former un réseau cristallin. Lorsqu’un carbone du cristal est remplacé par un atome d’azote, et que le carbone adjacent est absent, cela donne lieu à un centre azote-lacune (NV, pour nitrogen-vacancy), qui peut être exploité dans des applications biomédicales. Le centre NV possède des propriétés optiques et peut être excité par un laser vert pour émettre de la lumière rouge. L’intensité de la luminescence des particules de diamant dépend du nombre de centres NV présents...

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