Chad A. Mirkin de la Northwestern University, un leader de renommée mondiale dans la recherche en nanotechnologie et ses applications, a inventé et développé un matériau puissant qui pourrait révolutionner la biomédecine :les acides nucléiques sphériques (SNA).

Mirkin discutera des SNA et de leurs applications en thérapeutique et en diagnostic lors d'une conférence intitulée « Nanostructures in Biology and Medicine » lors de la réunion annuelle de l'American Association for the Advancement of Science (AAAS) à Boston. Sa présentation s'inscrit dans le cadre du colloque « Convergence of Physical, Ingénierie, et sciences de la vie :la prochaine économie de l'innovation" qui se tiendra vendredi, 15 février.

Les applications potentielles incluent l'utilisation des SNA pour transporter des thérapies à base d'acides nucléiques jusqu'au cerveau pour le traitement du glioblastome, la forme la plus agressive de cancer du cerveau, ainsi que d'autres troubles neurologiques tels que les maladies d'Alzheimer et de Parkinson. Mirkin poursuit agressivement des traitements pour de telles maladies avec Alexander H. Stegh, professeur adjoint de neurologie à la Feinberg School of Medicine de Northwestern.

"Ces structures sont vraiment assez spectaculaires et incroyablement fonctionnelles, " a déclaré Mirkin. " Les gens ne pensent généralement pas à l'ADN sous forme sphérique, mais ce nouvel arrangement d'acides nucléiques confère des propriétés chimiques et physiques intéressantes qui sont très différentes des acides nucléiques conventionnels."

Les acides nucléiques sphériques sont constitués de denses, acides nucléiques fortement orientés disposés à la surface d'une nanoparticule, généralement en or ou en argent. Les petites boules non toxiques, chacun d'environ 15 nanomètres de diamètre, peut faire des choses que la double hélice familière mais plus encombrante ne peut pas faire :

• Les SNA peuvent naturellement pénétrer dans les cellules et effectuer le knock-down des gènes, faisant des SNA un outil supérieur pour le traitement des maladies génétiques à l'aide de la technologie de régulation génique.
• Les SNA peuvent facilement franchir de formidables barrières dans le corps humain, y compris la barrière hémato-encéphalique et les couches qui composent la peau.
• Les SNA ne provoquent pas de réponse immunitaire, et ils résistent à la dégradation, résultant en des durées de vie plus longues dans le corps.

"Le domaine de la médecine a besoin de nouvelles constructions et stratégies pour traiter la maladie, " a déclaré Mirkin. " De nombreuses façons dont nous traitons les maladies sont basées sur des méthodes et des matériaux anciens. La nanotechnologie offre la possibilité de créer rapidement de nouvelles structures avec des propriétés très différentes des formes conventionnelles de la matière."

Mirkin est professeur de chimie George B. Rathmann au Weinberg College of Arts and Sciences et professeur de médecine, génie chimique et biologique, génie biomédical et science et génie des matériaux. Il est directeur de l'Institut international de nanotechnologie (IIN) de Northwestern.

L'année dernière, Mirkin et Amy S. Paller, MARYLAND., chaire de dermatologie et professeur de pédiatrie à Feinberg, ont été les premiers à démontrer l'utilisation d'hydratants commerciaux pour fournir une technologie de régulation génique pour le traitement du cancer de la peau. La drogue, composé de SNA, a pénétré les couches de la peau et ciblé sélectivement les gènes pathogènes tout en épargnant les gènes normaux.

« Nous pouvons maintenant nous attaquer à une toute nouvelle série de maladies, " a déclaré Mirkin. " Grâce au projet du génome humain et à toutes les recherches en génomique au cours des deux dernières décennies, nous avons un nombre énorme de cibles connues. Et nous pouvons utiliser le même outil pour chacun, l'acide nucléique sphérique. Nous modifions simplement la séquence pour qu'elle corresponde au gène cible. C'est le pouvoir de la technologie de régulation génique."