Prenez une molécule cage contenant un traceur RMN non toxique et de grande sensibilité (le xénon 129 « hyperpolarisé » par laser), attachez-lui un ligand fluorescent de petite taille associé et vous obtiendrez une sonde innovante, bénéficiant à la fois les résolutions spatiale et temporelle de la fluorescence et la haute sélectivité chimique de la RMN ! Dès que le ligand rencontre la protéine cible et s'y fixe, on observe une forte amplification du signal de fluorescence, accompagnée d'un décalage en fréquence de la résonance du signal RMN du xénon 129. La sonde est ainsi doublement activable.

En pratique, le xénon 129 hyperpolarisé est introduit dans la cellule indépendamment de la sonde et peut franchir les barrières biologiques de la membrane cellulaire sans perdre son hyperpolarisation. Il est alors spontanément « encapsulé » dans les molécules cages d'où il induit une signature RMN spécifique. Une fois sondés, les atomes de xénon perdent leur polarisation mais ils sont régulièrement remplacés par d'autres atomes hyperpolarisés. Il est ainsi possible de répéter la séquence de détection RMN pour un suivi cinétique des structures protéiques.

La preuve de concept de cette biosonde a été établie par la reconnaissance de protéines fluorescentes mCherry produites par des bactéries génétiquement modifiées. Ces travaux se poursuivent pour valider le comportement bimodal de la sonde en milieu cellulaire.