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Nanomédecine et nanobiotechnologie : quelles avancées ?

Dossier - La révolution des nanotechnologies
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Dans ce dossier sur les nanotechnologies, découvrez en détail les avancées en nanoscience dans le domaine de la physique, de la chimie, de la biologie et de la médecine. Vous y trouverez aussi une rapide approche des risques toxicologiques possibles, des problèmes sociétaux potentiellement induits et une vision de l'éthique envisageable.

  
DossiersLa révolution des nanotechnologies
 

La nanomédecine est l'application médicale des avancées de la nanotechnologie. La nanoscience dans le domaine de la physique et de la chimie a permis de développer des méthodes et des objets uniques à ce jour. Il en est de même dans le domaine de la biologie, avec la nanomédecine et la nanobiotechnologie.

Quelle est l'utilisation des nanotechnologies en médecine ? © Fotocrisis, Shutterstock

Après le séquençage de l’ADN, l'un des grands enjeux actuels est d'élucider le rôle que jouent les modifications de l'ADN dans la régulation de l'expression génétique.

Bio-puces à ADN, puces à cellules et puces à protéines

Un ensemble de techniques a été développé : les bio-puces à ADN, bien sûr, mais aussi les puces à cellules et les puces à protéines, pour analyser à la plus petite échelle les cellules elles-mêmes ainsi que les protéines.

Un autre aspect est la création d'objets nouveaux comme les nanoparticules fonctionnalisées qui permettent, par exemple, le marquage biologique in vitro et in vivo d'autres objets biologiques.

Sans nanobiotechnologie pas de nanomédecine, ni de bio-puces, ici sur la photo. © DR

Nanomédecine : les nanomachines du vivant

À petite échelle, les moteurs moléculaires, ATP synthase, permettent de réaliser des machineries de signalisation, d'endocytose ou de phagocytose. Les aptamères, nanostructures repliables, peuvent exercer une activité catalytique ou interagir spécifiquement avec des protéines ou de petites molécules.

Au-delà de ces nano-bio-objets, de même que dans les autres domaines, des techniques spécifiques en nanomédecine et nanobiotechnologie ont évolué ou ont été développées :

  • la Résonance Plasmonique de Surface (SPR), pour mesurer les interactions moléculaires ;
  • la PCR (Polymerase Chain Reaction), temps réel permettant la quantification d'acides nucléiques ;
  • les microscopies champ proche comme le SNOM pour une information topographique couplée à une information optique des surfaces biologiques ;
  • l'AFM, pour une véritable imagerie cellulaire et moléculaire de ces mêmes surfaces ;
  • les micromanipulations (micropipettes), pour l'étude des forces entre molécules individuelles (adhésion, fusion membranaires) ;
  • les techniques « patch-clamp », permettant d'accéder directement à l'activité de la protéine-canal amenant à l'étude des bio-membranes à l'échelle moléculaire.

La nanomédecine est l’application des nanotechnologies au monde médical. Elle comprend des domaines comme l’administration de médicaments sous la forme de nanoparticules ainsi que l’utilisation de nanorobots. Dominique Vinck, sociologue des sciences et de l’innovation, nous parle du futur de la nanomédecine. © Futura

La vectorisation au service de la nanomédecine

De même que le domaine des nano-objets ou que celui des méthodes « nano-résolues », le domaine des applications biologiques est vaste : celui de la vectorisation est l'un des plus importants. À partir d'objets nanométriques comme les nanoparticules ou les liposomes, il est possible de fonctionnaliser, à très petite échelle, des objets assurant une furtivité et un ciblage à même de traiter la maladie au plus près des cellules pathogènes pour des applications en parasitologie, en vaccination ou en cancérologie.

Toutes ces avancées laissent augurer le développement d'une nanomédecine uniquement nano-invasive, où la maladie sera ainsi détectée à sa plus proche périphérie et traitée alors à la plus petite échelle [3].

[3] Les Nanosciences Vol 3 : Nanobiotechnologie et nanobiologie, M.Lahmani, P.Boisseauet Ph. Houdy Belin, septembre 2007. Traduction chez Springer, parution début 2009.