Les chimistes savent aujourd'hui manipuler toutes sortes de molécules dans leurs ballons réactionnels. Dans un milieu biologique, l’affaire est toute autre. Pourtant, lier ou libérer sélectivement des molécules dans l’organisme permettrait des avancées majeures en médecine, notamment pour la délivrance de médicaments ou l’imagerie. C’est l’objectif d’une nouvelle discipline appelée chimie bioorthogonale, autrement dit biocompatible. Cette chimie hautement sélective permet de réaliser des réactions non naturelles dans le sang, l’intérieur des cellules, ou encore au sein d'un organisme vivant. Ces nouveaux outils ont déjà permis de développer des technologies de ligation puissantes et utiles pour la préparation de bioconjugués à partir de biomolécules et de composés chimiques. Il s’agit de la chimie « click », un terme évocateur de l’assemblage des molécules. En revanche, très peu de réactions de coupure bioorthogonale ont été décrites à ce jour. Ces réactions sont de type « release », mot anglais signifiant libération.  

Des chimistes de l’Institut des sciences du vivant Frédéric-Joliot ont découvert que certains composés, appelés iminosydnones, sont capables de réagir rapidement dans les milieux biologiques avec des alcynes cycliques pour former deux nouveaux produits : l'un provenant de la ligation des deux partenaires réactionnels, l'autre provenant d'une fragmentation d'un des deux partenaires (figure ci-dessous). Ils ont démontré que cette réaction permettait de marquer et de purifier sélectivement une protéine présente dans un milieu biologique très complexe, un extrait de foie. 

Comment la chimie « click and release » pourra-t-elle faire évoluer les outils dans le secteur de la santé ? « Les applications sont multiples, pour la thérapie et l’imagerie principalement, répond Frédéric Taran, chercheur à l’Institut des sciences du vivant Frédéric-Joliot et dernier auteur de la publication. Par exemple, les thérapies ciblées consistent à lier un médicament à un anticorps qui reconnaît sa cible. Il serait possible d’injecter un réactif pour couper le lien entre le médicament et l’anticorps une fois la cible atteinte, afin que le médicament puisse faire son effet. Un travail avec l’Université de Strasbourg et la société Syndivia a démontré cette fonctionnalité dans des échantillons de sang.»  En imagerie, cette chimie pourrait pallier les inconvénients de la courte durée de vie des atomes de fluor radioactifs couramment utilisés en TEP (Tomographie par émission de positons). En effet, l’association d’un anticorps avec le fluor peut mettre plusieurs jours pour atteindre sa cible, le fluor n’est alors plus visible. La solution « click and release » permettrait d’injecter le radiotraceur quelques jours après l’injection de l’anticorps et de lier les deux au moment où on le souhaite.