Des nouveaux colorants à deux photons pour les applications biomédicales
L'absorption à deux photons est utilisée dans diverses applications de biologie cellulaire, dont la bioimagerie microscopique et les médicaments photoactivés, la thérapie photodynamique et la microfabrication tridimensionnelle d'appareils biomédicaux. En dehors de colorants spécifiques adaptés à l'excitation à deux photons, l'absorption à deux photons exige également l'utilisation de sources optiques et d'instruments optimisés. À cette fin, le projet TOPBIO, financé par l'UE, a combiné un ensemble de disciplines comme la chimie synthétique, la biologie cellulaire, la nanotechnologie et les lasers. Il a réuni des experts des secteurs universitaire et industriel et contribué à la formation de jeunes chercheurs. Pour optimiser l'absorption à deux photons, les chercheurs se sont efforcés d'acquérir une connaissance fondamentale des critères de conception moléculaire. Ils ont pour cela utilisé des méthodes de calcul qui leur ont permis d'examiner et de modéliser la réponse de molécules complexes, tout en tenant compte l'environnement. Compte tenu de la sensibilité de l'absorption à deux photons aux effets environnementaux, cette question est essentielle pour les applications biomédicales. L'équipe a mis au point de nouvelles techniques pratiques et a caractérisé de façon précise le spectre d'absorption à deux photons. Ce travail a apporté une aide considérable pour la conception d'une deuxième génération de colorants à deux photons, optimisés pour des applications fluorescentes ou non. Les colorants fluorescents qui émettent dans la fenêtre des spectres biologiques pourraient avoir des applications dans l'imagerie haute résolution in vitro et in vivo, afin d'améliorer le diagnostic des maladies. Les scientifiques ont d'autre part exploré la microfabrication à deux photons d'implants médicaux ou d'échafaudages destinés à l'ingénierie tissulaire, en étudiant la polymérisation de matériaux biodégradables et en testant leur aptitude à constituer un soutien cellulaire. Ils ont entrepris des efforts considérables pour élucider le mécanisme de la mort cellulaire induite par la technologie à deux photons, ce qui pourrait déboucher sur la mise au point de médicaments plus efficaces pour la thérapie photodynamique du cancer. Les activités du projet TOPBIO ont traité un problème important concernant le domaine biomédical associé au diagnostic des maladies. Utilisés comme des sondes plus sensibles et photostables, les colorants créés par TOPBIO devraient améliorer les pratiques de diagnostic existantes et faire également progresser les futures recherches.
Mots‑clés
Colorant, absorption à deux photons, microfabrication, fluorescence, imagerie cellulaire, TOPBIO, échafaudage
