Le physicien Pawel Sikorski et son groupe fabriquent des lits de clous à une échelle miniature – une plaque recouverte de nano-aiguilles conçues pour perforer des cellules individuelles.

Cela semble un peu douloureux, mais aucune de ces aiguilles n'entrera directement dans votre corps, parce que les sujets de test sont des cellules sous le microscope. Sikorski travaille à développer des outils avancés pour les chercheurs essayant de comprendre ce qui se passe à l'intérieur des cellules du corps.

"Ces nano-aiguilles rendront la recherche médicale plus efficace, " il dit.

Les cellules engloutissent la médecine

Une façon de comprendre comment différentes molécules influencent la fonction cellulaire est de livrer les molécules directement dans les cellules et d'étudier l'effet. Traditionnellement, la recherche dans ce domaine se fait en plaçant d'abord (imprimant) de nombreuses substances différentes sur un verre ou une autre surface pour étudier leur effet sur les cellules d'intérêt.

Les substances pourraient être un médicament anticancéreux potentiel qui agit en affectant le matériel génétique de la cellule, ou une molécule qui désactivera un gène particulier à l'intérieur de la cellule. Les chercheurs cultivent ensuite des cellules en plus du médicament potentiel. Certaines cellules vont absorber le médicament, et les chercheurs peuvent surveiller les changements dans les cellules causés par les différents médicaments. Mais dans de nombreux cas, cette méthode ne fonctionne pas très bien, parce que certaines cellules ne veulent pas prendre leur médicament.

"Avec la nouvelle méthode, nous attachons des molécules du médicament testé aux pointes des nano-aiguilles, puis injectez-le de la même manière que vous le feriez avec une seringue médicale ordinaire, " dit Sikorski.

Herbe grise et cellules intelligentes

Les chercheurs créent les nano-aiguilles dans un petit four en céramique. Il y a quelque chose qui ressemble à du papier d'aluminium avec une petite tache brûlée dessus (qui est en fait un morceau de cuivre très fin), et deux heures plus tard à 500 degrés, le cuivre réagit avec l'oxygène à la chaleur, créer de l'oxyde de cuivre.

Le produit final ressemble à de l'herbe grise au microscope, mais l'herbe est en fait les nano-aiguilles. L'étape suivante consiste à mettre quelque chose de similaire à du suif sur les aiguilles afin qu'elles puissent être retirées de la plaque de cuivre. Le verre est collé au fond, pour que tout soit transparent. Le produit fini ressemble à un petit, lit rond de clous. Les chercheurs peuvent désormais placer des cellules sur les nano-aiguilles, et voir si les médicaments d'essai peuvent être injectés dans les cellules.

Mais certaines cellules tentent de tromper les scientifiques. Alors que certaines cellules s'empalent facilement sur les nano-aiguilles, d'autres encapsulent les aiguilles et poussent autour d'elles.

"Nous travaillons actuellement à trouver les bonnes méthodes pour insérer les aiguilles, pour s'assurer que toutes les cellules sont empalées, " dit Sikorski.

Personne d'autre en Norvège ne fabrique de telles nano-aiguilles. Les chercheurs de NTNU sont également le premier groupe au monde à développer un même, surface en cuivre de plus grande taille avec des nano-aiguilles.