Un appareil « sent » l’eau de mer pour découvrir et détecter de nouvelles molécules
Sous la surface des océans, les organismes marins libèrent constamment des molécules invisibles. Certains indices chimiques révèlent quelles créatures se trouvent à proximité, tandis que d’autres pourraient être utilisés un jour comme médicaments. Désormais, les chercheurs de ACS Science centrale rapportent un dispositif de validation de principe qui « renifle » l’eau de mer, piégeant les composés dissous pour les analyses. L’équipe a montré que le système pouvait facilement concentrer les molécules présentes dans les grottes sous-marines et était prometteur pour la découverte de médicaments dans les écosystèmes fragiles, notamment les récifs coralliens.
Une goutte d’eau de mer est comme une cuillerée de soupe diluée : c’est un bouillon complexe de molécules dissoutes provenant d’organismes océaniques. Et pour identifier le contenu du mélange, les scientifiques doivent capturer et concentrer ces molécules. Pourtant, de nombreux environnements sous-marins sont menacés, en particulier ceux contenant des composés uniques – et potentiellement bioactifs. Ainsi, Thierry Pérez, Charlotte Simmler et leurs collègues ont voulu développer un instrument sous-marin qui capte et enrichit les composés dissous produits par les éponges ou autres organismes marins sans nuire à leur source et à leur écosystème.
Les chercheurs ont créé un dispositif étanche qui pourrait être facilement manipulé par un plongeur sous-marin et qui pourrait pomper de l’eau de mer à travers des disques, qui ont une sensation et une épaisseur similaires à celles des tampons démaquillants. Ces disques adsorbaient les molécules dissoutes pour une analyse ultérieure. Ils ont testé l’instrument, appelé In Situ Marine moleculE Logger ou « I-SMEL », dans des grottes de la mer Méditerranée de 65 pieds de profondeur qui contenaient une variété d’éponges massives. Après avoir échantillonné l’eau, les chercheurs ont évalué les composés capturés par spectrométrie de masse. Les composés avaient des compositions élémentaires diverses et beaucoup avaient des structures moléculaires inconnues, ce qui, selon l’équipe, les rend prometteurs pour la découverte de nouveaux produits naturels.
Plusieurs métabolites, dont des alcaloïdes bromés et des furanoterpénoïdes, capturés dans l’eau de mer, étaient présents chez trois espèces d’éponges que les chercheurs avaient examinées en détail. Et dans certains cas, le système concentrait les composés libérés par les éponges. Par exemple, l’aéroplysinine-1 était environ 20 fois plus abondante dans les extraits d’eau de mer que dans un extrait d’éponge jaune. Les chercheurs affirment que « I-SMEL » représente un moyen non invasif de capturer des molécules d’intérêt afin de fournir des informations sur la santé d’un écosystème ou de détecter de nouvelles molécules pour de futurs efforts de découverte de médicaments. La prochaine étape, ajoutent-ils, consiste à adapter le dispositif pour une filtration autonome de l’eau de mer à long terme et un fonctionnement à distance dans des eaux plus profondes.