Les soins grâce aux nanotechnologies
La majorité des cellules animales a un diamètre de 10,000 à 20,000 nanomètres. Cela signifie que les objets à l'échelle du nanomètre peuvent pénétrer dans les cellules et même à l'intérieur des organites, pour réagir avec l'ADN et les protéines. Les nanotechnologies devraient donc être capables de détecter la maladie même si elle est étendue sur une zone très réduite. Elles pourraient même "surveiller" les cellules.
Détecter le cancer le plus tôt possible est l'un des éléments-clés pour améliorer le traitement de la maladie. Pour le moment, la détection et le diagnostic du cancer se font grâce à des IRM (Imagerie par Résonnance Magnétique) ou une palpation d'un médecin. A la place, les médecins aimeraient pouvoir détecter des anomalies cellulaires, bien avant des examens cliniques ou par imagerie.
Avec cet objectif, les scientifiques devront fabriquer des molécules capables de détecter des changements anormaux des cellules même en très petite quantité. Cela signifie que les outils utilisés pour cela devront être extrêmement sensibles. La capacité qu'ont les nanotechnologies à entrer dans des cellules pour les analyser n'est donc pas à négliger et semble précieuse.
Le problème des nanotechnologies réside dans le fait que leur petite taille amènerait le corps à les détruire trop rapidement pour qu'elles aient le temps d'agir. Les chercheurs doivent donc considérer ce facteur pour créer des nanotechnologies que le corps ignorerait ou accepterait.
Les nanotechnologies pourraient être utiles pour développer des moyens d'éradiquer le cancer sans toucher les cellules saines voisines des cellules cancéreuses. Les chercheurs espérent ainsi les utiliser pour créer des agents thérapeutiques ciblant certaines cellules afin de délivrer les médicaments de manière contrôlée.
- Les Quantum dots (Boîtes quantiques en français) sont de minuscules molécules qui pourront être utilisées dans la détection du cancer.
Les Quantum dots sont de petits cristaux qui brillent quand ils sont exposés à des rayons ultraviolets. La longueur d'onde de la lumière dépend de la taille du cristal. Des billes de latex remplies de ces cristaux peuvent être conçues pour se lier à des séquences d'ADN spécifiques. Lorsque les cristaux sont stimulés par la lumière UV, la lumière que chaque bille émet agit comme une sorte de code à barres spectrales, et permet l'identification d'une région particulière de l'ADN. Ils servent de marqueurs photoluminescents.
Pour détecter le cancer, les scientifiques peuvent créer des Quantum dots spéciaux qui s'allient aux séquences d'ADN associées à la maladie. Quand les Quantum dots sont exposés à des UV, ils émettent un code à barres unique qui permet de rendre visible les séquences d'ADN touchées liées à la maladie.
Les quantum dots présentent des propriétés uniques qui les rendent très utiles pour la détection très précoce des tumeurs.
MAIS : Leur inconvénient majeur vient de leur coût (plus de 2000 dollars le gramme), de plus les UV ne sont-ils pas dangereux pour l'homme ?
Dans chaque solution, contenant des quantum dots, les nanocristaux ont des tailles variables, ils renvoient donc des longueurs d'ondes de différentes couleurs.
- Les nanoshells (littéralement "nanocoquilles") sont de minsucules billes recouvertes d'or. En faisant varier l'épaisseur des couches d'or sur ces nanoshells, les scientifiques pourront créer des billes capables d'absorber certaines longueurs d'ondes. Les nanoshells les plus utiles sont celles qui absorbent des longueurs d'ondes proches des infrarouges, lesquelles peuvent facilement pénétrer plusieurs centimètres de tissu humain. L'absorption de lumière par les nanoshells produit une intense chaleur qui détruit les cellules.
Les chercheurs associent déjà les nanoshells à des anticorps capables de reconnaître les cellules cancéreuses. Les scientifiques envisagent de laisser les nanoshells chercher les cellules-cibles (donc cancéreuses) avant de les exposer à des rayons infrarouges. Dans les laboratoires de recherche, la chaleur générée par l'absorption des rayons par les nanoshells a réussi à tuer les tumeurs tout en laissant les cellules voisines en vie.
LES VECTEURS DE NANO MEDICAMENTS :
Actuellement, les médicaments « classiques » se distribuent dans l’organisme de manière plus ou moins ciblée. Le principe actif du médicament (c’est-a-dire la molécule active et thérapeutique du médicament) ne va pas forcément être délivré sur les cellules concernées. De plus ces principes actifs sont souvent rapidement dégradés par l’organisme. On doit donc administrer des doses importantes de médicament pour qu’une petite proportion atteigne finalement sa cible d’action. Le problème vient aussi des déperditions dans d’autres parties du corps, dues à cette précision hasardeuse. Les nanomédicaments visent à contourner ces obstacles pour rendre les traitements plus spécifiques, plus efficaces et moins toxiques. Un atout des nanotechnologies est cette capacité de vectorisation, d’administration spécifique du médicament sur des parties du corps spécifiques, de l’organe à la cellule.
Les vecteurs de médicaments sont donc des systèmes transporteurs destinés à moduler la distribution d’une substance médicamenteuse (aussi appelée Principe Actif ou PA) au sein d’un organisme. Les objectifs de la vectorisation des médicaments sont la protection du PA, l’augmentation de sa pénétration cellulaire et une meilleure spécificité d’action par le ciblage. Il existe différent type de vecteurs:
- Les vecteurs de première génération : les microémulsions (taille>1µm).
- Les vecteurs de seconde génération : les liposomes et les nanoémulsions (nanocapsules) (taille<1µm).
- Les vecteurs de troisième génération : les vecteurs de deuxième génération avec des éléments de reconnaissance.
On a décidé de détailler particulièrement la troisième génération, et surtout les nanoémulsions (nanocasules).
Tout d’abord quelques généralités sur les nanocapsules:
La nanocapsule est une nanoparticule servant de réservoir. Elle est formée d’une mince paroi de polymère qui entoure un compartiment huileux ou aqueux qui contient le principe actif. La taille d’une nanocapsule varie entre 100 et 200 nm.
Comment agissent les nanovecteurs de troisième génération dans l'organisme ?
Les nanocapsules de troisième génération, c'est à dire des nanocapsules sur lesquelles on a fixé des polymères hydrophiles comme par exemple du polyéthylène glycol (PEG.), puis que l’on a ensuite ornées d’acide folique, sont injectées au patient par voie intraveineuse. L’acide folique permettra aux nanocapsules de reconnaître, les récepteurs à l’acide folique qui sont très présent à la surface des cellules cancéreuses. C’est ce que l’on appelle l’adressage moléculaire.
Les nanocapsules qui sont environ 70 fois plus petits que les globules rouges, entrent alors dans la circulation sanguine.
Les nanocapsules rencontrent alors des opsonines. La présence de PEG à la surface des nanovecteurs va empêcher leur combinaison avec des opsonines. Ils ne seront donc pas vulnérables aux macrophages (globules blancs), ce qui empêchera leur phagocytose c'est-à-dire leur capture, ingestion et digestion par les globules blancs.
On les appelle alors des nanovecteurs furtifs car l’organisme ne les reconnaît pas comme étant des corps étrangers.
Ils continuent donc leur chemin dans la circulation sanguine.
En arrivant à proximité d’une tumeur, les nanovecteurs ornés d’acide folique se fixent sélectivement sur les cellules cibles malades, porteuses du récepteur à l’acide folique. Ils sont ensuite transportés à l’intérieur de la cellule par endocytose. Le principe actif est alors délivré dans la cellule cancéreuse.
Nanovecteur se fixant sur une cellule cancereuse
