​Les nanomatériaux photoniques suscitent un intérêt croissant en biologie et en médecine, grâce à leur capacité à émettre de la lumière et interagir avec elle. Ils présentent ainsi un fort potentiel en la bio-détection et en bio-imagerie. À terme, ils pourraient être intégrés dans des dispositifs implantables ou utilisés comme agents thérapeutiques.

Dans cette optique, des chercheurs du CEA-Irig et de l'Institut de Biologie Avancée de Grenoble (IAB) ont développé de nouvelles nano-architectures photoniques. Leur approche repose sur des nanoclusters d'or (AuNCs) associés à des fragments d'ADN capables de guider leur assemblage.

Ces particules de très petite taille (moins de 3 nanomètres) possèdent plusieurs propriétés remarquables : elles émettent de la lumière (photoluminescence), elles sont stables lorsqu'elles sont exposées à la lumière (photo-stabilité), et elles sont bien tolérées par les systèmes biologiques (biocompatibilité élevée). Ces caractéristiques en font des candidates idéales pour des applications médicales.

L'ADN comme outil de construction

Dans le cadre de ce projet collaboratif, les chercheurs sont parvenus à fixer des fragments d'ADN aux nanoclusters d'or, avec une stœchiométrie totalement contrôlée, c'est-à-dire une précision totale sur les proportions suivant lesquelles les molécules réagissent et se combinent entre elles. Les chercheurs ont donc mis au point une ingénierie permettant de contrôler finement la fonctionnalisation des nanoclusters, c'est-à-dire la manière dont l'ADN est fixé à leur surface. Ils ont ainsi pu créer des assemblages linéaires (1D) des nanoclusters, mais aussi des architectures tridimensionnelles (3D) plus complexes.

Leur caractérisation, combinant approches analytiques, structurales et optiques, a montré que ces assemblages sont obtenus avec un très bon rendement et une excellente reproductibilité.

Des perspectives prometteuses en médecine

Ces travaux établissent une base synthétique et analytique primordiale pour la fabrication de nano-architectures photoniques multidimensionnelles définies, avec de hauts rendements et une grande pureté.

Ces nouvelles plateformes dites biohybrides (à la fois biologiques et artificielles) ouvrent des perspectives intéressantes, notamment pour développer des agents théranostiques, capables à la fois de diagnostiquer une maladie et de la traiter.