"Ce n'est pas de la chirurgie du cerveau" est une phrase souvent prononcée pour écarter la difficulté d'un travail, mais quand la tâche consiste en fait à retirer une tumeur au cerveau, la moindre erreur peut avoir de graves conséquences sur la santé. Pour aider les chirurgiens dans de telles situations de haute pression, des chercheurs de l'équipe du professeur Adam Wax du Fitzpatrick Institute for Photonics and Biomedical Engineering Department de l'Université Duke ont proposé un moyen d'exploiter les propriétés optiques uniques des nanoparticules d'or pour distinguer clairement une tumeur cérébrale d'une tumeur saine, et vitale, tissu qui l'entoure. L'équipe présentera ses découvertes lors de la réunion annuelle de l'Optical Society (OSA), Frontières en Optique (FiO) 2011, se déroulant à San José, Californie la semaine prochaine.

Les techniques actuelles pour décrire les tumeurs cérébrales varient, mais tous ont des limites, tels que l'incapacité d'effectuer une imagerie en temps réel sans gros, matériel coûteux, ou la toxicité et la durée de vie limitée de certains agents de marquage. Les nanoparticules d'or - qui sont si petites que 500 d'entre elles pourraient tenir bout à bout sur un cheveu humain - pourraient fournir un meilleur moyen de repérer les tissus tumoraux, car ils sont non toxiques et relativement peu coûteux à fabriquer.

Les chercheurs de Duke ont synthétisé de l'or, nanoparticules en forme de bâtonnets avec des rapports longueur/largeur variables. Les particules de tailles différentes présentaient des propriétés optiques différentes, ainsi, en contrôlant la croissance des nanotiges, l'équipe a pu « régler » les particules pour qu'elles diffusent une fréquence de lumière spécifique. Les chercheurs ont ensuite joint les particules réglées à des anticorps qui se lient aux protéines réceptrices du facteur de croissance trouvées à des concentrations inhabituellement élevées à l'extérieur des cellules cancéreuses. Lorsque les anticorps se sont accrochés aux cellules cancéreuses, les nanoparticules d'or ont marqué leur présence.

L'équipe a testé la méthode en baignant des tranches de cerveau de souris contenant des tumeurs dans une solution de nanoparticules d'or fusionnées avec des anticorps. Le fait de faire briller la fréquence de lumière accordée sur l'échantillon a révélé des points brillants où se cachaient les tumeurs. L'accordabilité des nanoparticules d'or est importante, dit Kevin Seekell, membre de l'équipe, car il permet aux chercheurs de choisir parmi une fenêtre de fréquences lumineuses qui ne sont pas facilement absorbées par les tissus biologiques. Cela pourrait également permettre aux chercheurs d'attacher des nanoparticules différemment réglées à différents anticorps, fournissant un moyen de diagnostiquer différents types de tumeurs en fonction des protéines de surface spécifiques que présentent les cellules cancéreuses. Les futurs travaux de l'équipe se concentreront également sur le développement d'une sonde chirurgicale capable d'imager des nanoparticules d'or dans un cerveau vivant, Seekell dit.