Le marquage des cellules avec des anticorps couplés à un fluorophore est une des techniques les plus courantes en microscopie à fluorescence. Les anticorps présentent cependant certains désavantages, tels que l’étape assez longue de marquage, l'impossibilité à traverser les membranes cellulaires ou leur coût.
Par comparaison, les petits fluorophores organiques présentent des avantages expérimentaux tels que stabilité, facilité de manipulation, traversée des membranes cellulaires, compatibilité avec l’imagerie de cellules vivantes et enfin, le marquage caractéristique des cellules pouvant être réalisé sans connaître la cible du colorant. Mais le nombre de ces sondes spécifiques reste limité en bio-imagerie.
Des chercheurs de notre laboratoire ont utilisé la chimie combinatoire et le criblage à haut débit pour découvrir de nouvelles sondes fluorescentes pour diverses cibles biologiques. Ils ont développé une technique de recherche de fluorophores à partir d'une classe de molécules d’intérêt médical appelées «
drug-like » dont l'énorme avantage est d'être prédisposé à interagir avec des cibles biologiques. Les rendre fluorescentes fournirait une source précieuse de sondes en bio-imagerie.
Ces chercheurs ont considéré les imidazo[1,2-α]pyridines, composés synthétiques et naturel. Ils ont rassemblés ces molécules par une réaction à trois composants très efficace permettant de synthétiser des milliers de molécules structurellement diverses à partir d'un nombre limité de blocs combinatoires. Et ceci en une seule étape (
Figure A).
Afin de détecter la formation de ces composés fluorescents (Flugis), ils ont utilisé la technologie de « microarrays de gouttes » qu'ils avaient développé pour le criblage de médicaments, où des banques chimiques sont synthétisées dans des gouttes de 100 nL. Après avoir criblé 1600 réactions différentes, plusieurs candidats fluorescents ont été découverts et étudiés. Ces fluorophores présentent des propriétés intéressantes, telles que la couleur d’émission qui varie du bleu au rouge selon les composés, de bons rendements quantiques, et des
déplacements de Stokes exceptionnels grands… Parce qu’ils sont issus de molécules «
drug-like », ils présentent un bon potentiel de reconnaissance moléculaire et peuvent être employés à la conception de sondes fluorescentes spécifiques (
Figure B).
Ces résultats montrent que des molécules «
drug-like » peuvent être une source de sondes en bio-imagerie. Des applications différentes des Flugis pourraient être envisagées et un criblage des banques fluorescentes pourrait être combiné à une analyse d’image à haut contenu pour identifier des bio-marqueurs spécifiques d’états ou de pathologies cellulaires.
Le
déplacement de Stokes est la différence, en longueur d'onde ou en fréquence, entre les maxima d'excitation et d'émission. La détection d’une espèce fluorescente est d’autant plus facile que le déplacement de Stokes est grand.