Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Jasmina Vidic : Ingénieur de recherche INRA - Virologie et Immunologie Moléculaires, UR892, INRA Jouy-en-Josas, France
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Édith Pajot-Augy : Directrice de recherche INRA - NeuroBiologie de l'Olfaction, UR1197, INRA Jouy-en-Josas, France
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Le diagnostic et le suivi de pathologies, dont les cancers et les pathologies infectieuses, représentent des enjeux majeurs dans le domaine de la santé. De nouveaux nanobiocapteurs, dont les éléments sensibles sont des récepteurs olfactifs, donnent la possibilité de développer des dispositifs de détection performants, bon marché, permettant une mesure quantitative et directe, sans marqueur. Cet article présente le principe de conception et les applications biomédicales des nez bio- électroniques. L'élaboration de ces biocapteurs est détaillée en décrivant la production des récepteurs olfactifs, les méthodes de leur immobilisation et de la détection des odeurs, ainsi que les apports de la miniaturisation. Enfin, des exemples de réalisations récentes sont fournis.
nanomédecine, nanobiocapteurs, récepteurs olfactifs, détection d'odorants, nanobiotechnologies, nez bioélectroniques
Diagnosis and monitoring of pathologies, including cancers and infectious diseases, represent major challenges in the field of healthcare. New nanobiosensors carring olfactory receptors as sensitive elements provide effective and cheap detection devices allowing a quantitative and direct measurement without any labeling. This article presents the design principle and the biomedical applications of bioelectronic noses. The elaboration of these biosensors is detailed by describing the production of olfactory receptors, the methods for immobilization and for odor detection, as well as the contributions of miniaturization. Finally, examples of recent implementations are provided.
nanomedicine, nanobiosensors, olfactory receptors, odorant detection, nanobiotechnologies, bioelectronic noses
Domaine : Nanobiotechnologies pour la santé
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : biologie moléculaire et cellulaire, nanomatériaux, fonctionnalisation de surfaces, électrochimie, résonance plasmonique de surface, nanoélectronique
Domaines d'application : diagnostic et suivi médical
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : –
Centres de compétence : INRA Jouy-en-Josas (NeuroBiologie de l'Olfaction), Université Lyon 1 (Institut des sciences analytiques)
Industriels : –
Autres acteurs dans le monde : Université de Barcelone (UB), Espagne ; Politechnico Milano, Italie ; Universita di Salento, Italie ; Université Nationale de Seoul (SNU), Corée du Sud.
Contact : [email protected], [email protected] http://www6.jouy.inra.fr/nbo
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DOI (Digital Object Identifier)
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Contexte
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6. Conclusions et perspectives
Les biocapteurs dont les éléments sensibles sont des récepteurs olfactifs peuvent déboucher sur des dispositifs médicaux de détection performants, bon marché, permettant une mesure quantitative et directe, sans marqueur. Ils pourront en particulier servir au diagnostic médical non invasif et précoce. Les applications ciblées peuvent être aussi bien des pathologies largement répandues dans des pays aux ressources limitées manquant d'équipements lourds et de support technique pour le diagnostic (tuberculose), que des cancers dont le dépistage systématique se met en place dans les pays développés (cancer de la prostate, du poumon...). Pour chaque application, il s'agit tout d'abord d'identifier un marqueur odorant spécifique de cette pathologie, puis de trouver le ou les récepteurs olfactifs pertinents pour cet odorant, et d'intégrer cet élément sensible dans un dispositif hybride permettant la détection du marqueur odorant, et donc le diagnostic de la pathologie. Les biocapteurs olfactifs sont particulièrement prometteurs dans la mesure où ils exploitent les propriétés intrinsèques des récepteurs olfactifs en termes de détection spécifique à haute sensibilité, et de discrimination fine entre composés odorants de structure chimique très proche.
Les auteurs souhaitent remercier Marie-Annick Persuy de NBO UR1197, INRA Jouy-en-Josas pour sa relecture du manuscrit et ses suggestions judicieuses sur le texte.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BUCK (L.), AXEL (R.) - A novel multigene family may encode odorant receptors : a molecular basis for odor recognition. - Cell, 65, p. 175-187 (1991).
-
(2) - CLARK (L.C.), LYONS (J.C.) - Electrode systems for continuous monitoring in cardiovascular surgery. - Ann. N. Y. Acad. Sci., 102, p. 29-45 (1962).
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(3) - PAJOT-AUGY (E.) - Diagnostic olfactif. - In odorat et goût : de la neurobiologie des sens chimiques aux applications agronomiques, industrielles et médicales. SALESSE (R.) et GERVAIS (R.), Éds., Quæ, chap. 31, p. 401-411 (2011).
-
(4) - SHIRASU (M.), TOUHARA (K.) - The scent of disease : volatile organic compounds of the human body related to disease and disorder. - J. Biochem., 150(3), p. 257-266 (2011).
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(5) - SCOTT-THOMAS (A.), SYHRE (M.), EPTON (M.), MURDOCH (D.R.), CHAMBERS (S.T.) - Assessment of potential causes of falsely positive mycobacterium tuberculosis breath test. - Tuberculosis (Edinb.), 93(3), p. 312-317 (2013).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Bioelectronic Olfactory Neuron Device http://www.bondproject.org
HAUT DE PAGE2.1 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Institute for Bioengineering of Catalonia http://www.ibecbarcelona.eu
Institut des Sciences Analytiques, Université Claude Bernard, Lyon 1 http://isa-lyon.fr
Politechnico di Milano http://www.deib.polimi.it
Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione https://www.dii.unisalento.it/
Dept of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University (SNU) https://eng.snu.ac.kr/node/9290
Unité NeuroBiologie de l'Olfaction (INRA) http://www6.jouy.inra.fr/nbo
Unité Virologie et Immunologie Moléculaires (INRA) http://www6.jouy.inra.fr/vim
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