Nanopoints de carbone sont des nanoparticules de carbone dont la taille est inférieure à 10 microns (µm). Ils ont plusieurs caractéristiques uniques, y compris la biocompatibilité, la photostabilité et la large surface. Les nanopoints de carbone ont également une faible toxicité, sont solubles dans l’eau et ont une bonne conductivité. Toutes ces propriétés rendent les nanopoints de carbone très adaptés à une utilisation en biotechnologie (par exemple, détection de protéines, biologie cellulaire et biologie des systèmes).
Nanopoints de carbone pour la détection des protéines
Les points de carbone sont des nanoparticules quasi-sphériques et, du fait de leur biocompatibilité et de leur stabilité élevées, ils sont de plus en plus utilisés pour détecter des protéines dans des échantillons. Lors d’une tentative récente, il a été créé aptamère (une courte séquence d’ADN artificielle) basée sur un point de carbone (point C) pour la détection de la protéine thrombine. De plus, ces points de carbone sont respectueux de l’environnement et leur conception peut être facilement adaptée à d’autres protéines autres que la thrombine, ce qui peut également conduire à une gamme d’applications plus large.
Utiliser des nanopoints de carbone pour marquer les protéines
Les nanopoints de carbone ont de nombreux rendement quantique élevé (rapport du nombre de photons émis au nombre de photons absorbés) de 99%, ce qui en fait l’une des sondes les plus brillantes. Ceci, ainsi que le fait qu’ils peuvent être facilement cultivés dans des cellules, en font un candidat idéal pour l’imagerie de cellules vivantes.
Des études ont montré que les points de carbone modifiés peuvent également être utilisés pour marquer les protéines. Dans une étude, les scientifiques montrent que les points de carbone fonctionnalisés par un carboxyle peuvent précisément direct résidus de lysine sur les protéines et peuvent donc être utilisés pour marquer les protéines contenant de la lysine.
Cependant, les nanopoints de carbone interagissent souvent de manière non spécifique avec de nombreuses structures cellulaires. Cela les rend moins adaptés au marquage des protéines dans les cellules. Contrairement aux points de carbone, nanotubes de carbone peuvent cibler des composants cellulaires spécifiques et sont largement utilisés à cette fin.
Utiliser des nanopoints de carbone pour l’administration de médicaments
Pour que les points de carbone se lient aux médicaments, certaines conditions doivent être remplies. Les médicaments courants conjugués aux points de carbone sont ceux utilisés en chimiothérapie. Un ligand (une substance biochimique dont la fonction est de se lier à une molécule biologique et de lui faire remplir une fonction spécifique), tel que peptide signal de localisation nucléairepeut également être ajouté à ce complexe conjugué pour fournir une localisation plus précise du médicament.
Des nanopoints de carbone pour la détection du cancer
Les points de carbone peuvent également être fusionnés à des ligands spécifiques pour les récepteurs présents sur les cellules cancéreuses. Par exemple, les cellules cancéreuses sont souvent surexprimer les récepteurs des facteurs de croissance (GFR), de sorte que les ligands de ces GFR peuvent être fusionnés à des points de carbone. D’autres ligands qui peuvent être conjugués aux points de carbone comprennent la transferrine, l’acide folique et l’hyaluronane (acide hyaluronique). Ces récepteurs, qui se lient à ces ligands, influencent les voies de mort cellulaire et de prolifération, directement ou indirectement.
La transferrine est impliquée dans absorption du fer dans les cellules et dans les études sur le cancer menées sur des souris, on a constaté une absorption accrue du récepteur de la transferrine par les cellules cancéreuses.
L’acide folique participe à la production de purines et de pyrimidines, qui sont Composants de l’ADN, ce qui régule la division et la croissance cellulaire. Les points de carbone conjugués au folate présentent un potentiel pour détecter les cellules cancéreuses présentant des niveaux élevés de folate.
L’acide hyaluronique est un régulateur d’adhésion dont les niveaux changent également dans le cancer. Il a été démontré que les points de carbone conjugués à l’acide hyaluronique détectent les cellules cancéreuses présentant une expression accrue du CD44 (les principaux récepteurs de surface cellulaire du hyaluronate).
Les références:
1. PubMed. Étiquetage des protéines avec des nanopoints de carbone
2. Academia.edu. Points de carbone – Émetteurs de lumière émergents pour la bioimagerie, la thérapie contre le cancer et l’optoélectronique
3. ScienceDirect. Une étude complète sur les points quantiques de carbone en tant que photosensibilisateur efficace et système d’administration de médicaments pour le traitement du cancer