Des nano-balances pour peser les virus

Une équipe de chercheurs français a élaboré une nouvelle technologie de spectrométrie de masse basée sur des résonateurs nanomécaniques, capables de mesurer la masse de particules jusqu’alors inaccessibles aux technologies commerciales. Si l’on peut mesurer la masse d’un camion ou d’un atome, les chercheurs ne disposaient jusqu’ici d’aucun outil pour peser certains nano-objets appartenant à des gammes de masses intermédiaires entre ces deux extrêmes. L’équipe du CEA, du CNRS, de l’Inserm, et des Universités Grenoble-Alpes et Paris-Sud, a démontré l’efficacité de cette nano-balance en mesurant la masse de la capside d’un virus bactériophage, expérience décrite dans l’édition de Science du 23 novembre 2018.

Les technologies actuelles de mesure de masse peuvent peser un camion de plusieurs tonnes ou un atome d’hydrogène, mais un vide technique existe pour tout une gamme de masses intermédiaires, notamment dans le domaine des objets nanométriques où se trouvent la plupart des virus, certains biomarqueurs de pathologies comme les cancers ou les maladies dégénératives, ou encore certaines nanoparticules synthétiques à visée biomédicale.

Les chercheurs ont voulu combler ce vide en concevant un système en trois étages : nébulisation* des espèces en solution, focalisation du faisceau de particules et mesure de la masse de ces particules par un réseau de nanorésonateurs mécaniques.

Un virus sur la nano-balance, un outil de choix dans la lutte contre l’antibiorésistance

Grâce à ce nouveau système, l’équipe a pu mesurer la masse d’une capside de virus, celle du phage T5 (100 megadaltons**). Ce virus tueur de bactéries est un représentant des bactériophages, qui sont considérés comme une alternative prometteuse aux antibiothérapies classiques. Sa composition moléculaire est connue, sa masse théorique l’est aussi, mais les instruments commerciaux ne pouvaient pas, jusqu’alors, mesurer précisément sa masse. Pourtant, cela permettrait un contrôle-qualité de la production de ce virus ou d’autres bactériophages en vue d’une phage-thérapie par exemple.
Ce système peut donc répondre à ce besoin, avec un gain d’efficacité de détection un million de fois plus précis par rapport aux systèmes nanomécaniques existants, dans un temps d’analyse et avec une consommation d’échantillon compatible avec un usage en routine.

* Nébulisation = Vaporisation sous pression d’un liquide
** 1 dalton ≈ environ la masse d’un atome d’hydrogène. L’échelle de masse d’une molécule dans une cellule varie de quelques dizaines à la centaine de milliers de daltons.

Références : “Neutral Mass Spectrometry of Virus Capsids Above 100 Megadaltons with Nanomechanical Resonators”, Sergio Dominguez-Medina et. al., Science, Novembre 2018.