(PhysOrg.com) -- Que se passe-t-il lorsque des cellules vivantes absorbent des nanoparticules, ces petites entités qui pourraient offrir de nouvelles façons de délivrer des médicaments dans le corps ? Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'UCD a suivi la progression des nanoparticules au fur et à mesure que les cellules se divisent, et leurs conclusions - qui ont été publiées récemment dans Nature Nanotechnologie - nous aidera à mieux comprendre comment différents tissus du corps traitent une dose de nanoparticules.

« Les nanoparticules sont des matériaux d'ingénierie que nous produisons, et ce qui est très intéressant chez eux, c'est qu'ils ont une taille de l'ordre du nanomètre, donc ils sont un peu plus gros que les protéines, " dit le Dr Anna Salvati, chercheur post-doctoral à l'UCD School of Chemistry &Chemical Biology. « Leur taille leur permet d'interagir avec la cellule de nouvelles manières. »

Ces nano-interactions ouvrent des opportunités potentielles pour délivrer des médicaments de nouvelles manières dans les cellules, ils offrent donc l'un des moyens les plus prometteurs pour traiter les maladies actuellement incurables, des cancers à la neurodégénérescence, selon le Dr Salvati :« Si nous apprenons pourquoi les nanoparticules peuvent entrer si facilement et ce qui décide où elles vont dans la cellule, alors nous pourrions potentiellement concevoir de nouveaux systèmes de livraison et apprendre comment livrer des médicaments, " dit-elle.

Nous devons également comprendre les bio-nano-interactions plus généralement du point de vue de la sécurité, Elle ajoute. « Nous pourrions être exposés aux nanomatériaux dans certains cas car ils sont utilisés pour de nombreuses applications de récupération d'énergie, l'électronique aux peintures. Il est important de s'assurer qu'ils sont en sécurité.

Le Dr Salvati travaille en équipe avec le professeur Kenneth A. Dawson au Center for BioNano Interactions, la plateforme nationale de nanosécurité basée sur l'UCD, nanobiologie et nanomédecine, et l'Institut UCD Conway pour la recherche biomoléculaire et biomédicale.

Avec Jong Ah Kim et le Dr Christoffer Aberg, un volet de leurs recherches s'est penché sur le sort des nanoparticules au cours du cycle de vie des cellules individuelles au fur et à mesure de leur croissance et de leur division. Les chercheurs de l'UCD ont introduit des particules de polystyrène à l'échelle nanométrique dans des cellules de carcinome pulmonaire humain se développant en laboratoire, et utilisé des marqueurs fluorescents pour suivre les nanoparticules dans l'espace et le temps. Ce qu'ils ont identifié, c'est que les nanoparticules pouvaient entrer facilement dans la cellule et n'étaient pas expulsées pendant le cycle de croissance cellulaire, mais plutôt transmis aux cellules filles lorsque les cellules individuelles se divisent en deux.

« Quand une cellule se divise, la dose de nanoparticules internalisée est répartie entre les cellules filles, », explique le Dr Salvati. « Cela signifie que les cellules d'une même population peuvent avoir différentes quantités de nanoparticules internalisées, selon la phase de leur cycle cellulaire.

L'observation importante est qu'une dose de nanoparticules dans une population cellulaire peut être affectée à mesure que les cellules se divisent, et que les cellules individuelles peuvent se retrouver avec des quantités différentes de nanoparticules.

« Quand on donne une dose de nanoparticules et un certain temps d'exposition, vous n'avez pas qu'une seule réponse simple où chaque cellule se comporte de la même manière - nous avons vu que les cellules individuelles se comportent différemment et cela peut affecter la dose de nanoparticules de la cellule, », explique le Dr Salvati.

« Les implications peuvent être étendues également aux humains - à l'intérieur du corps, les cellules les plus spécialisées ont tendance à avoir une division cellulaire très lente, tandis que d'autres cellules se divisent très fréquemment. Une cellule qui se divise plus fréquemment diluera la quantité de nanoparticules car chaque fois qu'elle se divise elle dilue la charge, et une cellule qui se divise moins souvent pourrait potentiellement accumuler plus de nanoparticules. selon le Dr Salvati, et les chercheurs de l'UCD continuent de développer leur compréhension des interactions.

"Nous cherchons à décrire l'accumulation et la cinétique des nanoparticules avec des modèles théoriques afin qu'ils puissent être utilisés pour prédire comment les nanoparticules vont se comporter dans les populations cellulaires, " dit-elle.

« Il serait également intéressant pour nous de pouvoir concevoir une nanoparticule capable de cibler des cellules qui se divisent rapidement, comme les cellules cancéreuses, ou où nous pourrions contrôler à quel stade il pénètre dans la cellule, il pourrait donc entrer plus facilement dans certaines phases à mesure que la cellule se développe. Cela ouvrira une toute nouvelle gamme d’options en médecine. »