Des chercheurs de l'hôpital McLean affilié à Harvard ont montré une nouvelle catégorie de nanoparticules « vertes » composées d'une substance non toxique, nanotechnologie à base de protéines qui peut traverser de manière non invasive la barrière hémato-encéphalique et est capable de transporter divers types de médicaments.
Dans un article publié le 1er mai 2012 en ligne dans PLoS ONE, Gordana Vitaliano, MARYLAND, directeur du Brain Imaging NaNoTechnology Group au McLean Hospital Imaging Center, ont rapporté que la protéine clathrine, une protéine ubiquitaire trouvée chez l'homme, animal, plante, cellules de bactéries et de champignons, peut être modifié pour être utilisé comme nanoparticule pour des études in-vivo. « La clathrin n'a jamais été modifiée pour une utilisation in vivo et offre de nombreuses possibilités nouvelles et intéressantes pour l'administration de médicaments et d'agents d'imagerie médicale dans le cerveau », dit Vitaliano.
La clathrine est le principal véhicule d'administration du corps responsable de l'introduction de nombreux types de molécules dans les cellules. Vitaliano pensait donc que les capacités de transport naturellement puissantes de la protéine pourraient être utilisées en pratique médicale pour l'administration de médicaments et l'imagerie médicale.
"Cette étude fournit un nouvel aperçu de l'utilisation de la protéine clathrine issue de la bio-ingénierie en tant que nouvelle nanoplate-forme qui franchit la barrière hémato-encéphalique, " dit Vitaliano, qui a attaché avec succès différentes étiquettes fluorescentes, couramment utilisé en imagerie, pour fonctionnaliser des nanoparticules de clathrine. "Nous avons pu montrer que les nanoparticules de clathrine pouvaient être délivrées de manière non invasive au système nerveux central (SNC) chez les animaux. La clathrine a donné des résultats significatifs."
D'une importance majeure pour les futures applications cliniques, Vitaliano a également montré que la clathrine traversait et/ou contournait la barrière hémato-encéphalique sans amplificateurs ni modifications, contrairement aux autres nanoparticules. Ces découvertes ouvrent la porte à l'exploration de nouvelles applications médicales importantes du SNC.
Une application médicale importante pour les nanoparticules de clathrine serait l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Les agents de contraste au gadolinium sont souvent utilisés pour améliorer les performances de l'IRM. Dans une configuration, Vitaliano a découvert que les nanoparticules de clathrine fonctionnalisées effectuaient 8, 000 fois mieux qu'un agent de contraste IRM approuvé par la FDA (gadopentétate diméglumine).
"Dit d'une autre manière, ça veut dire 8, 000 fois moins de gadolinium pourrait être nécessaire pour obtenir de bons résultats d'IRM. Étant donné que de très faibles concentrations de gadolinium seraient nécessaires pour l'IRM, il pourrait diminuer significativement la toxicité du gadolinium, qui est une question importante, " a expliqué Vitaliano. " Le gadolinium transporté par le clathrin est donc parmi les plus puissants, agents de contraste biocompatibles disponibles."
Ces résultats dans deux applications différentes ont montré que la clathrine offre une fonctionnalisation et une flexibilité de transport substantielles. Les nanoparticules de clathrine purifiées pourraient donc constituer une alternative intéressante à d'autres nanoplateformes médicales telles que les dendrimères, nanogels, nanosphères lipidiques solides, liposomes, etc.
Compte tenu du besoin critique de nouveaux types de capacités de transport de médicaments du SNC, Vitaliano a déclaré que son travail intéresserait probablement les chercheurs impliqués dans la neuroimagerie et les neurosciences, mais aussi aux radiologues, bioingénieurs, chimistes, physiciens, scientifiques des matériaux, chercheurs biomédicaux, et d'autres chercheurs actifs aux frontières de l'imagerie et de l'administration de médicaments.
Regarder vers l'avant, Vitaliano a noté que ses résultats pourraient également faciliter d'autres études pour examiner les voies de signalisation dans différentes maladies qui reposent en tout ou en partie sur le transport de la clathrine, et peut donc avoir un impact substantiel dans plusieurs domaines.
