Dispositifs et capteurs optiques biocompatibles en fils de soie d’araignées

1. Résumé du projet

Doté de propriétés optiques exceptionnelles telles que guidage, détection biochimique, non-linéarité et super-résolution, le fil de soie d’araignée est très prometteur pour développer une nouvelle classe de capteurs biochimiques. La structure unique d’autoassemblage de séquences de protéines sous deux domaines structurels différents permet d’être sensible à plusieurs classes de composés et d’être analysés de façon séparée. En effet, la fibre de soie d’araignée contient des millions de séquences de protéines répétitives hydrophobes de forme cristalline appelées plaques bêta-amyloïdes et un domaine hydrophile composant la partie amorphe de la fibre, de forme hélicoïdale. Les agents biochimiques peuvent donc interagir avec la portion hydrophile ou hydrophobe de la fibre en modifiant les liaisons hydrogène entre les deux domaines structurels, permettant d’utiliser le fil de soie comme capteur à fibre optique biorésorbable.

L’idée du projet de recherche est d’utiliser ce phénomène pour réaliser des détecteurs chimiques aux multiples usages, bon marché et écologiques, car biodégradables. Les soies d’araignée sont non seulement d’excellents matériaux pour la biodétection, mais également des gabarits permettant de concevoir de nouveaux matériaux dotés de propriétés adaptées à plusieurs applications du domaine biomédical, industriel, agrophotonique. Cette nouvelle approche associe de nombreux domaines scientifiques et expertises, notamment la photonique appliquée en contexte industriel et biomédical, l’optomécanique et la biochimie des polymères. Elle sera réalisée en partenariat avec une équipe de recherche de l’Université de Gand en Belgique.

L’utilisation de protéines dans des dispositifs optiques est récente. Des travaux auxquels a participé la docteure Isabelle Dicaire (chercheure principale du projet), avec entre autres l’Agence Spatiale Européenne et l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne, ont permis de conclure en 2018 le besoin de poursuivre la recherche pour exploiter pleinement ce matériau. Ce projet en est la suite logique.