2024-12-24 16:15:00
Le système olfactif humain distingue des milliers de substances odorantes grâce à l’interaction spécifique avec les récepteurs olfactifs des neurones sensoriels. Chaque récepteur peut détecter plusieurs substances odorantes avec des intensités variables, et la même substance odorante peut activer plusieurs récepteurs. Cette combinaison complexe de signaux génère notre perception des odeurs.
La pertinence biologique de l’odorat, qui nous aide à rechercher de la nourriture, à détecter les dangers et même à interagir socialement, a conduit au développement de capteurs ayant diverses applications industrielles. Bien que les capteurs basés sur des récepteurs olfactifs aient une très grande sensibilité, détectant des concentrations aussi faibles que le niveau femtomolaire (une partie sur un milliard), ils ont néanmoins une limite : ils ne peuvent pas distinguer avec précision les différentes substances odorantes qui les activent.
Dans ce contexte, une étude récente menée par l’Institut de Bio-ingénierie de Catalogne (IBEC) et le Réseau Centre de Recherche Biomédicale pour la Bio-ingénierie, les Biomatériaux et la Nanomédecine (CIBERBBN) en Espagne, en collaboration avec le CSDG (Centre des Sciences Du Goût et de l ‘Alimentation) et l’Institut de Chimie de Nice, en France, ont développé une méthode innovante pour distinguer les substances odorantes qui activent le même récepteur. Cette méthode est basée sur la détection de petits changements électriques dans le récepteur, appelés réponse capacitive. Ces changements sont proportionnels à la force avec laquelle l’odorisant se lie au récepteur, imitant ainsi la réponse physiologique à une odeur.
« Nous avons vu que, lorsque le récepteur entre en contact avec l’un des composés, il y a un changement dans la réponse électrique proportionnelle à la force avec laquelle le composé se lie au récepteur. Ces informations permettent de mieux comprendre comment fonctionne la reconnaissance des odeurs au niveau moléculaire et comment ces connaissances peuvent être appliquées pour concevoir des capteurs plus efficaces », explique Anna Lagunas, première auteure de l’étude et chercheuse principale du groupe IBEC Nanobioengineering, dirigé par Josep Samitier. .
Cette innovation marque une avancée dans la conception de capteurs plus précis, qui pourraient trouver des applications dans le dépistage des odeurs ou dans d’autres domaines technologiques et industriels.
Anna Lagunas et Josep Samitier dans un laboratoire IBEC. (Photo : IBEC)
Détection sélective des substances odorantes
Pour les expériences, un récepteur olfactif humain (hOR1A1) a été immobilisé sur une surface en or avec un anticorps, assurant son orientation et améliorant la sensibilité des mesures. Les trois odorants utilisés (la dihydrojasmone et deux formes de carvone) sont des agonistes du récepteur, c’est-à-dire qu’ils sont tous capables de l’activer, donnant lieu à des odeurs différentes, ce qui permet de simuler de véritables activations physiologiques.
L’étude, à laquelle a également participé le groupe IBEC Nanoprobes and Nanoswitches, dirigé par Pau Gorostiza, indique que l’augmentation de la capacité du capteur à identifier les substances est due, entre autres facteurs, à la réponse électrique spécifique du récepteur, liée. à une propriété intrinsèque appelée moment dipolaire, qui varie en présence de l’odorisant. Le moment dipolaire est une mesure de la façon dont les charges électriques au sein d’une molécule sont distribuées. Dans ce cas, les modifications du moment dipolaire du récepteur lorsqu’il se lie à une molécule odorante sont essentielles à sa détection.
L’étude s’intitule « Discrimination des ligands dans hOR1A1 basée sur la réponse capacitive ». Et il a été publié dans la revue académique Biosensors and Bioelectronics. (Source : IBEC)
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