Mesuré en milliardièmes de mètre, les dispositifs nanométriques auto-assemblés conçus pour transporter des médicaments et des agents d'imagerie dans le corps révolutionnent la médecine en améliorant la solubilité et la biodistribution des médicaments, fournir une plate-forme pour combiner des agents de ciblage et d'imagerie, et permettre le franchissement des barrières membranaires et rendre possible les thérapies combinées de médicaments et d'agents d'imagerie.

Les nano-dispositifs auto-assemblés sont désormais enrôlés dans la révolution de la nanomédecine, une histoire racontée par des chercheurs de l'Université Duke et de l'Université de Californie du Sud dans un article du TECHNOLOGIE &INNOVATION , Actes de l'Académie nationale des inventeurs.

Leur rapport couvre deux classes d'auto-assemblés, dispositifs d'administration médicale à l'échelle nanométrique actuellement utilisés pour transporter des médicaments et également des matériaux d'imagerie à travers les barrières physiologiques qu'ils, agissant par eux-mêmes, serait incapable de traverser.

"Les dispositifs d'auto-assemblage à l'échelle nanométrique sont des structures complexes organisées à partir de sous-composants plus simples - naturels ou artificiels - qui supposent des structures complexes difficiles à atteindre par synthèse chimique, " a déclaré l'auteur correspondant de l'article, le Dr Ashutosh Chilkoti, professeur de génie biomédical à l'Université Duke. "Leur dissociation peut être déclenchée par des stimuli externes, qui servent de mécanismes pour libérer des charges utiles thérapeutiques. »

Selon le Dr Chilkoti et ses co-auteurs, Dr Mingan Chen et Jonathan R. McDaniel du Département de génie biomédical de l'Université Duke, ainsi que le Dr J. Andrew MacKay du Département de pharmacologie et de sciences pharmaceutiques de l'Université de Californie du Sud, de nombreux événements biologiques reposent sur des structures qui s'auto-assemblent ou se désassemblent en fonction de changements environnementaux ou de besoins physiologiques. De tels auto-assemblages naturels utilisés en nanomédecine reposent sur de multiples forces faibles, tels que ceux associés aux capsides et aux protéines virales.

Les auto-assemblages conçus utilisés en nanomédecine se présentent sous cinq groupes de formes structurelles, y compris la nanostructure micellaire.

"Nous avons récemment développé une nouvelle stratégie qui utilise des micelles auto-assemblées à partir de polypeptides recombinants après fixation de la doxorubicine, un médicament contre le cancer, délivrer le médicament, " a expliqué le Dr Chilkoti, qui est également le directeur du Duke University Center for Biologically Inspired Materials and Material Systems.

Selon le Dr MacKay, un co-auteur du rapport, la stabilité des micelles est importante pour leur succès ou leur échec en tant que systèmes d'administration de médicaments.

"La stabilité des micelles a des composantes thermodynamiques et cinétiques, " at-il dit. "Tous les facteurs qui influencent la stabilité micellaire peuvent être réglés au niveau génétique. Ainsi, nous pensons que les micelles polypeptidiques génétiquement codées sont susceptibles de jouer un rôle croissant dans la conception de la prochaine génération de supports nanométriques de médicaments et d'agents d'imagerie."

Dans leur rapport, les auteurs évaluent les propriétés structurales et physicochimiques, ainsi que les applications potentielles, de chaque type de structure.