Clinton Veale dans le laboratoire de spectrométrie de masse native de l’UCT.Crédit : Morgan Morris
Un chimiste organique de l’université du Cap a mis en place ce qu’il considère comme le premier centre de spectrométrie de masse native (nMS) en Afrique.
La spectrométrie de masse native (nMS) est une évolution de la spectrométrie de masse (MS), un outil conçu pour identifier et calculer les quantités de substances présentes dans un échantillon analytique.
Depuis 10 ans, Clinton Veale, professeur associé à l’UCT, travaille sur la spectrométrie de masse native afin de trouver un moyen de réduire les délais de développement des médicaments.
Depuis les années 1980, la spectrométrie de masse a pris une importance particulière dans l’étude des protéines. Au début des années 1990, la nMS a commencé à prendre forme, s’appuyant sur les progrès de la « ionisation douce », qui permettait d’analyser les protéines sans détruire leurs délicates interactions non covalentes. Il s’agit de liaisons qui permettent aux grosses molécules de conserver leur structure 3D, essentielle à leurs fonctions biologiques.
Cela explique certaines des différences entre les techniques qui distinguent la nMS de la spectrométrie de masse traditionnelle, où les molécules sont généralement dénaturées à l’aide de solvants agressifs et dans des conditions qui entraînent une perte de la structure native ou originale de la molécule.
Dans la spectrométrie de masse native, l’objectif est de préserver la molécule lors de sa transition de la phase liquide à la phase gazeuse dans les spectromètres de masse. Des techniques plus douces, utilisant des tampons liquides et des niveaux de pH quasi neutres qui imitent les conditions d’origine de la molécule, améliorent l’étude des interactions des protéines avec d’autres protéines et la dynamique de l’assemblage des molécules.
Ces progrès ont ouvert la voie à une amélioration de la découverte de médicaments1, où il est essentiel de comprendre comment les protéines interagissent et comment les médicaments s’y fixent.
Certains chercheurs soulignent que la spectrométrie de masse native doit être considérée comme un complément aux autres techniques de laboratoire, et non comme un substitut2. Elle présente notamment l’avantage d’être particulièrement adaptée aux grandes biomolécules telles que les protéines, tout en ne nécessitant que de minuscules quantités de matière, mesurées en picomoles. Cela la rend précieuse dans les situations où les échantillons biologiques sont rares.
Ce qui a retenu l’attention de Veale, c’est que dans la nMS, les interactions non covalentes (liaisons chimiques non permanentes) entre les protéines restent intactes, ce qui permet une mesure plus précise des protéines individuelles et assemblées. Dans la découverte de médicaments, cette stabilité s’avère particulièrement utile pour étudier les interactions entre différentes protéines et différents médicaments.
La SM est relativement courante en Afrique du Sud3, mais personne ne pratiquait la nSM dans ce pays, ce qui signifie qu’aucun instrument n’était disponible. Bien que Veale utilise la nSM depuis au moins cinq ans et souhaite depuis longtemps introduire cette technologie en Afrique du Sud, ses efforts se sont accélérés après son arrivée à l’université du Cap en 2022. Il s’est tourné vers ses collègues de son alma mater, l’université d’Édimbourg, qui l’ont aidé à construire le composant permettant d’ajouter la capacité nMS à un instrument MS existant dans son laboratoire à l’UCT.
Le soutien financier est venu d’une bourse Future Leaders – African Independent Research (FLAIR) de la Royal Society au Royaume-Uni, qui a lancé le processus de financement, et de la National Research Foundation (NRF) en Afrique du Sud.
L’un des éléments clés de la bourse FLAIR est le transfert de compétences, explique M. Veale. Pour l’instant, il transmet ses propres compétences aux étudiants de troisième cycle de son département, en introduisant des composants nMS dans leurs projets. Parallèlement, il travaille sur des projets avec des collègues de l’université Rhodes, leur expliquant la valeur que le nMS pourrait apporter à leurs recherches.
David Clarke, président du département de spectrométrie de masse à l’université d’Édimbourg et mentor de M. Veale en matière de nMS, convient que cette technique renforce les capacités de l’Afrique dans les domaines de la santé et de la découverte de médicaments.
« Elle a le potentiel de révolutionner l’étude de la santé et des maladies sur le continent, ainsi que d’ouvrir la voie à de nouvelles applications biotechnologiques et en biologie chimique », déclare-t-il.
Le défi consiste désormais à présenter cet outil aux chercheurs sud-africains, explique M. Veale. « Il s’agit encore de convaincre le milieu de la recherche sud-africain du potentiel de la spectrométrie de masse native. »
M. Veale explore actuellement des projets avec de nouveaux partenaires et prépare des demandes de subvention pour étendre les projets actuels à la nMS.
