(PhysOrg.com) -- Des scientifiques de l'Université de Floride ont développé une nouvelle nanoparticule qui pourrait améliorer la détection du cancer et l'administration de médicaments. La particule, appelé « micelle » et constitué d'un groupe de molécules appelées aptamères, reconnaît facilement les tumeurs et s'y lie fortement. Il possède également des propriétés qui lui permettent de pénétrer facilement à l'intérieur des cellules pour des études intracellulaires et l'administration de médicaments.
"C'est important, parce que nous pourrions attacher un médicament à l'aptamère pour que le médicament puisse entrer dans une cellule, " a déclaré Yanrong Wu, qui a récemment terminé sa recherche doctorale à l'UF. Wu a été le premier auteur d'un article décrivant les résultats en janvier dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .
En permettant un traitement plus ciblé des cellules malades, les micelles aideraient à réduire les dommages causés aux cellules saines, même avec de fortes doses de chimiothérapie. Les méthodes actuelles détruisent souvent les cellules normales tout en essayant de tuer les cellules tumorales.
Dans les études biologiques, les molécules dites « sondes » ont des propriétés qui leur permettent de détecter d'autres molécules ou organismes d'intérêt, tels que les virus. Par rapport aux sondes existantes telles que les anticorps, les aptamères offrent des avantages en termes de facilité de production et d'identification, temps de réponse plus rapide et poids moléculaire beaucoup plus faible.
Aptamères, les éléments constitutifs des micelles, sont de courts brins simples d'ADN qui peuvent reconnaître d'autres molécules sur la base d'une certaine conformation chimique.
Dans les tests d'administration de médicaments précédents, les aptamères seuls ne pouvaient attacher que des molécules médicamenteuses limitées et parfois ne pouvaient pas reconnaître efficacement les cellules tumorales, les chercheurs d'UF ont donc repensé la molécule pour améliorer son utilité dans les études biomédicales dans l'environnement aqueux à l'intérieur du corps.
Ils ont efficacement transformé les molécules d'aptamère en une combinaison de système de reconnaissance moléculaire et d'administration de médicaments qui escorte les composés insolubles dans l'eau tels que les médicaments dans les cellules en les encapsulant à l'intérieur d'une structure soluble dans l'eau.
Faire cela, l'équipe, dirigé par Weihong Tan, le V.T. et Louise Jackson professeur de chimie au College of Liberal Arts and Sciences et professeur de physiologie et de génomique fonctionnelle au UF College of Medicine, attaché une queue «haïssant l'eau» - ou hydrophobe - aux aptamères. Les nouvelles molécules se regroupent pour former une micelle en repliant leurs queues qui détestent l'eau, exposant uniquement la partie « aimante de l'eau » – ou hydrophile – de la structure. De cette façon, la micelle peut protéger en son centre des agents insolubles dans l'eau tels que des médicaments, et les aider à entrer dans les cellules.
"C'était une sorte de situation furtive où la cellule ne voit que la partie hydrophile, mais à l'intérieur, le médicament est dans la partie hydrophobe, " a déclaré Nick Turro, le professeur de chimie William P. Schweitzer à l'Université Columbia, qui n'a pas participé à l'étude. "Cela ouvre un certain nombre de voies qui n'étaient pas disponibles auparavant."
Dans les tests qui imitent les conditions physiologiques, les micelles étaient plus sensibles que les sondes moléculaires seules. La micelle se liait plus fortement aux cellules cibles. Cela pourrait conduire à une détection plus facile et plus précoce des biomarqueurs de maladies telles que le cancer.
« Quand vous parlez de diagnostic, ces aptamères dans les micelles auront un signal beaucoup plus élevé que les aptamères individuels, nous pouvons donc être en mesure de détecter de très petites quantités de la substance que nous testons, " dit Tan, également membre de l'UF Genetics Institute, le UF Shands Cancer Center et le Moffitt Cancer Center and Research Institute.
Les structures micellaires pourraient également s'avérer utiles pour déterminer avec plus de précision la quantité de tissu malade laissée après la chimiothérapie ou la chirurgie.
Maintenant que les chercheurs ont démontré la capacité de la micelle à se lier dans des conditions physiologiques simulées, la prochaine étape sera de le tester dans de vraies tumeurs.
