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Des nanoparticules d'or pour délivrer des médicaments dans les cellules

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C'est une première. Un groupe de chercheurs a créé des nanoparticules capables de délivrer des substances actives directement à l'intérieur des cellules sans perforer leur membrane. Outre les applications thérapeutiques, cette avancée devrait aider à comprendre le fonctionnement des membranes cellulaires.

A l'arrière plan, en rouge, des cellules ayant absorbées des nanoparticules porteuses de substances fluorescentes.Crédit : Francesco Stellacci, Darrell Irvine, MIT

C'est encore Francesco Stellacci du MIT qui est à l'origine, avec ses collègues du MIT, de la percée aujourd'hui publiée dans Nature Materials. Il s'agit à nouveau de nanoparticules en or mais dont la surface a été recouverte de bandes de molécules différentes. Pour être précis, il s'agit, comme dans les travaux précédents de Stellacci, de deux types de molécules différentes, en alternance dans des bandes parallèles.

Déjà en 2004, les chercheurs avaient noté que ces nanoparticules interagissaient de façon étonnante avec des protéines. Ils suspectaient que quelque chose de nouveau pouvait en résulter en présence de cellules. Aujourd'hui, même si ils n'en comprennent pas encore vraiment le mécanisme, ils ont constaté que ces nanoparticules pouvaient pénétrer dans les cellules sans en déchirer la membrane, ce qui leur serait fatal.

Curieusement, les nanoparticules ne peuvent pénétrer que lorsqu'il y a ces bandes parallèles. Lorsque les mêmes molécules recouvrent de façon aléatoire la surface des nanoparticules d'or, la pénétration n'est pas possible sans endommager la paroi cellulaire. Il se pourrait donc que l'on soit en présence de structures qui imitent les codes d'accès de certaines molécules, comme les peptides, qui peuvent elles aussi pénétrer dans les cellules sans faire de dégâts. Les chercheurs ont donc l'espoir de faire des découvertes intéressantes grâce à ces nouveaux objets.

Entrée en douceur dans les cellules

En attendant, ils se sont amusés à faire pénétrer dans les cellules des nanoparticules possédant des substances fluorescentes, ce qui permet de faciliter l'obtention d'images de ces systèmes biologiques. On peut très bien imaginer que les chercheurs n'en resteront pas là et le potentiel pour des applications en thérapie génique est évident.

En effet, en temps normal, lorsque la membrane d'une cellule est confrontée à un objet qu'elle considère comme étranger, elle s'entoure autour de lui pour former une vacuole qu'elle va ensuite excréter. Ainsi, une nanoparticule porteuse de médicaments ou de gènes à insérer dans la séquence d'ADN d'une cellule, n'arrivera pas à pénétrer dans le fluide interne de la cellule, le cytosol, à moins qu'elle n'endommage sérieusement celle-ci en déchirant la membrane, ce qui n'est évidement pas désirable.

En pénétrant dans les cellules, en douceur, par les voies naturelles en quelque sorte, ces nanoparticules pourraient donc y apporter des molécules d'intérêt thérapeutique.

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