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Jun 24, 2023

C'est de l'or : les nanoparticules d'or dans l'innovation diagnostique

23 septembre 2022 10h25 Megan Muroski, PhD, chef de produit senior pour l'activité sciences de la vie de Merck, explique comment les nanoparticules d'or continuent d'être prometteuses en matière d'innovation en matière de diagnostic. Shutterstock Or

23 septembre 2022

10h25

Megan Muroski, PhD, chef de produit senior pour l'activité sciences de la vie de Merck, explique comment les nanoparticules d'or continuent d'être prometteuses en matière d'innovation en matière de diagnostic.

Shutterstock

Nanoparticules d'or, illustration 3D. Contexte biotechnologique et scientifique

Les nanoparticules sont très prometteuses pour les applications dans la recherche biomédicale et les thérapies cliniques. Les nanoparticules, caractérisées comme ayant une taille inférieure à 100 nm, ont des propriétés physicochimiques uniques, notamment un rapport surface/volume élevé, de fortes intensités de signal et des propriétés chimiques de surface réglables. En raison de leurs grandes surfaces, les nanomatériaux peuvent charger diverses molécules, telles que des anticorps, des ADN et des colorants organiques, ce qui les rend utiles pour détecter de faibles concentrations d'analytes. Ils sont également facilement fonctionnalisés, permettant de mesurer plusieurs cibles simultanément.

L’utilisation de matériaux tels que l’oxyde de fer et l’or a été largement explorée dans le domaine de la nanomédecine car ils offrent des caractéristiques souhaitables et inégalées pour les méthodes de détection chimiques et biologiques. Les nanoparticules d'or sont faciles à synthétiser, sont disponibles dans le commerce et sont considérées comme biocompatibles, ce qui en fait des réactifs idéaux pour une utilisation dans de nombreuses applications, notamment la bioimagerie, la nanomédecine et le diagnostic. De plus, les nanoparticules d'or ont une résonance plasmonique de surface localisée qui se traduit par leur couleur rouge rubis caractéristique, qui peut virer au violet, en fonction de la taille de la particule ; cela les rend particulièrement adaptés aux lectures colorimétriques, telles que les analyses à flux latéral (LFA). De plus, les nanoparticules d’or ont une excellente biocompatibilité et stabilité, ce qui est crucial pour les tests de diagnostic.

En raison de l’augmentation de la demande de tests rapides pendant la pandémie de COVID-19, les nanoparticules d’or ont été catapultées dans le courant dominant des matériaux de test. L’utilisation de tests à flux latéral basés sur des nanoparticules d’or (PNB) pour la détection de maladies comme le COVID-19 a démontré un équilibre subtil entre complexité et sensibilité élevée. Dans le développement du flux latéral, la sensibilité du rapporteur dans le test dépend de la lecture visuelle. De nombreux facteurs doivent être pris en compte au cours du développement, car les rapporteurs doivent générer le signal le plus important possible, mais également être suffisamment petits pour traverser la membrane et se lier aux cibles moléculaires. Les autres limites des tests rapides incluent une faible sensibilité et une réactivité croisée. Les nanoparticules d'or peuvent surmonter ces limitations, car elles peuvent avoir à peu près la même taille que les anticorps, ce qui permet une lecture 1:1 avec un signal important avec une ligne de test facilement visible. De plus, les nanoparticules d’or peuvent être facilement modifiées, permettant ainsi une multitude d’applications basées sur leur chimie de surface, comme la détection de l’anticorps de l’hôte (sérologique) ou de l’antigène. Leur adéquation et leur stabilité apportent une valeur supplémentaire pour les diagnostics sur le lieu d'intervention, souvent sensibles au prix. Les tests de diagnostic rapides doivent être peu coûteux, faciles à utiliser et sans instrument.

Les recherches approfondies sur les tests de flux latéral de nanoparticules d'or ont abouti à des améliorations significatives de leur sensibilité, de leur spécificité et de leurs performances globales. Malgré des progrès significatifs, d'autres défis restent à relever pour les GNP-LFA, notamment l'amélioration de la reproductibilité de la synthèse des nanoparticules d'or et le manque de protocoles réglementaires pour le développement et la caractérisation des nanomatériaux, ce qui a limité l'intégration traditionnelle des tests. Il s’agit d’une tâche extrêmement difficile, car les réglementations mondiales peuvent varier et le nombre de nanomatériaux divers est en constante augmentation. Cependant, il est important de comprendre, d’évaluer et de gérer les risques pour garantir le respect des normes de qualité et réglementaires. Des entreprises, telles que Merck, ont développé le système M-Clarity pour aider les chercheurs de l'industrie à choisir des matériaux correctement conformes aux normes. Malgré ces défis, les nanoparticules d’or sont de plus en plus disponibles dans le commerce, avec une caractérisation et des contrôles de qualité stricts. Cela pourrait ouvrir la voie à une solution universelle de test rapide, facilement disponible et acceptée dans le monde entier.