Monitoring de S-nitrosothiols dans des matrices biologiques grâce à des sondes nanostructurées

Les thiols jouent un rôle majeur dans le domaine biomédical et agroalimentaire. Ils sont impliqués par exemple dans l'homéostasie redox ou dans de nombreuses activités biologiques ainsi que comme donneurs et transporteurs d'oxyde nitrique (formation de S-nitrosothiols). En effet, les S-nitrosothiols (RSNO) augmentent la demi-vie du NO et son transport vers son site d'action. La compréhension de la pharmacodynamique et des rôles des RSH/RSNO reste pour l'instant un véritable défi. En effet, la forte réactivité (oxydation et réduction) des RSH, associée à une faible stabilité, conduit à de nombreuses réactions possibles. Cependant, leur détection et leur quantification restent un défi. Le décodage du rôle des RSH/RSNO nécessite le développement d'une méthodologie de quantification en adéquation avec les propriétés des thiols.Pour pallier à ces lacunes, des méthodes associées aux nanomatériaux ont été développées en lien avec leurs propriétés optiques et leur forte réactivité vis-à-vis des thiols. Malgré une augmentation de la sensibilité (jusqu'au femtomolaire) et de la sélectivité des thiols, l'utilisation de nanomatériaux a conduit à des problèmes de stabilité. Ainsi, des matériaux nanostructurés devraient être développés pour éviter les inconvénients des nanomatériaux colloïdaux et devraient apporter de nouvelles propriétés aux matériaux traditionnels.Dans ce but, des membranes cellulosiques ont été nanostructurées avec des nanoparticules d'or immobilisées (AuNP) pour capturer sélectivement les thiols. Le dispositif a été couplé à une méthode HPLC-UV déjà validée, développée pour l'identification et la quantification des thiols, conformément aux instances réglementaires (ICH Q2R1) 1. Ces dispositifs ont d'abord été optimisés et caractérisés en termes de nanostructuration (nombre de AuNP intégrés) et d'adsorption/désorption des thiols avec une stratégie en deux étapes basées sur l'affinité quasi-covalente entre l'or et le thiol (40-50 kcal/mol) 2.Après une étude de preuve de concept sur deux thiols modèles (N-acétylcystéine (NAC) et glutathion réduit (GSH)) et leurs homologues S-nitrosés, le dispositif a été appliqué pour suivre la perméabilité du RSNO à travers un modèle de barrière intestinale in vitro (cellules Caco-2 dans un système Transwell®). Ceci a conduit à une identification et une quantification globale des espèces impliquées dans les mécanismes de franchissement de la barrière. Le dispositif a également été utilisé pour les thiols volatils dans différentes boissons en utilisant la quantification et l'identification par GC-MS.Pour la première fois à notre connaissance, un dispositif nanostructuré a été proposé pour la capture, l'identification et la quantification des thiols. Ce dispositif, facile à manipuler, a permis de surmonter les effets de matrice et d'éviter les étapes de prétraitement. De plus, le grand facteur de concentration induit par ce dispositif a permis d'atteindre des LOD compatibles avec des quantifications de traces.