Développement d'une stratégie de biofonctionnalisation de nanoparticules d'or à partir de peptides superhélices et d'anticorps pour la détection du cancer du sein

Le cancer du sein représente aujourd’hui 25 % des cancers diagnostiqués chez les Canadiennes. Le diagnostic de la maladie et la caractérisation histologique de la tumeur sont effectués par immunohistochimie (IHC) sur des tissus mammaires prélevés chez des patientes par biopsie. L’IHC repose sur l’utilisation d’anticorps chromogènes afin de produire un signal colorimétrique si des cellules cancéreuses sont détectées dans les tissus étudiés. L’IHC est néanmoins limitée par l’existence d’une grande variabilité inter-observateur dans les diagnostics, due à la nature qualitative des analyses. Ceci peut influencer la caractérisation de la tumeur, voire provoquer des faux négatifs ou faux positifs. Afin de créer une alternative quantitative à l’IHC et en réduire la variabilité inter-observateur, des procédures immunoplasmoniques sont en développement dans le laboratoire du Pr. Meunier. Ces procédures reposent sur l’utilisation de nanoparticules métalliques pour remplacer les chromophores. En effet, les nanoparticules métalliques possèdent des propriétés uniques de résonance plasmonique stables qui permettent leur détection et leur quantification. Ainsi, biofonctionnaliser des nanoparticules métalliques avec des anticorps ciblant les cellules cancéreuses permettrait leur détection quantitative au sein de tissus mammaires, menant à un diagnostic plus fiable du cancer du sein. Ce travail traite plus particulièrement du développement d’un système modèle à base de nanoparticules d’or (AuNPs) pour la détection de HER2, un biomarqueur du cancer du sein. Une nouvelle stratégie de biofonctionnalisation est présentée pour immobiliser de manière orientée du Trastuzumab (TZM), un anticorps monoclonal contre HER2, sur des AuNPs sphériques de 100 nm de diamètre. Cette nouvelle stratégie repose sur l’utilisation des peptides « Ecoil » et « Kcoil », capables de s’organiser en superhélice par hétérodimérisation avec une forte affinité et spécificité. Pour cela, le peptide Kcoil a été greffé à la surface des AuNPs alors que son partenaire Ecoil a été ajouté aux C-terminaux des chaînes lourdes de TZM lors de sa production en bioréacteur, assurant ainsi une interaction forte et spécifique entre les anticorps et les AuNPs. Cette nouvelle approche a été comparée à deux stratégies bien connues de biofonctionnalisation non-orientée, à savoir 1) l’adsorption non-spécifique de TZM sur la surface d’or, et 2) le couplage amine entre les chaînes latérales des lysines de TZM et des acides carboxyliques présents en bout de polyéthylène glycol préalablement immobilisé sur les AuNPs. Un procédé d’analyse a été mis au point afin de systématiquement comparer la stabilité macroscopique et nanoscopique des AuNPs biofonctionnalisées, la quantité de TZM immobilisés à leur surface et leur capacité à détecter spécifiquement des cellules de cancer du sein HER2-positives.