Le projet vise à développer des capteurs biologiques à même de mesurer de façon non-invasive et en temps réel le stress oxydatif que subissent des micro-organismes sous l'action de nanoparticules d'origine artificielle.
Contexte
Le dépôt dans l'environnement de nanoparticules d'origine artificielle (NOA) et leur impact sur les écosystèmes est un sujet important qui nécessite des outils de mesure adéquats. Le stress oxydatif est un des mécanismes de toxicité associés aux NOA. Sa compréhension est cependant limitée et les données à disposition peu nombreuses, en particulier pour les micro-organismes aquatiques. Une meilleure compréhension des mécanismes d'interaction entre NOA et micro-organismes est donc essentielle et requiert le développement de nouveaux instruments de mesure.
But
L'objectif de ce projet multidisciplinaire est de développer des capteurs biologiques originaux, permettant la mesure, en temps réel et en parallèle, de plusieurs marqueurs de stress oxydatif. Ces maarqueurssont sécrétés par des micro-organismes unicellulaires, tels que des algues et des bactéries, lorsqu’ils sont exposés à des NOA. Le principe de la mesure se base sur le pic d'absorption du groupe hème du cytochrome c, qui dépend de son état d'oxydoréduction (FeIII/FeII). L'état rédox du groupe hème est aussi fortement couplé au potentiel d'oxydation de son environnement. Il peut donc être modifié par la présence, dans la suspension cellulaire, de dérivés réactifs de l'oxygène (DRO), comme le peroxyde d'hydrogène H2O2, les super-oxydes O2-, ou les oxydes d'azote NO. La présence d'éléments toxiques, comme les NOA, réveille les mécanismes de défense des micro-organismes et active la production d'enzymes et d'agents réducteurs. Ceux-ci diffusent de l'intérieur des micro-organismes vers le milieu extracellulaire. Ainsi, la mesure de la concentration extracellulaire des DRO constitue une mesure non-invasive de l'état de la suspension cellulaire. Les mécanismes de détection qu’utilise ce projet reposent sur l'amplification du pic d'absorption du cytochrome c lors de son immobilisation sur des nano-antennes plasmoniques.
Portée
Les capteurs biologiques développés dans ce projet permettront de mesurer en continu et de façon non-invasive le stress oxydatif que subissent des micro-organismes sous l'action de NOA, et ainsi d’améliorer la compréhension des phénomènes d'écotoxicité correspondants.
Titre original: Non-invasive continuous monitoring of the interaction between nanoparticles and aquatic microorganisms
Octroi: CHF 443'710.-
Durée: 36 mois
Responsable du projet
- Prof. Olivier Martin