Les traitements conventionnels pour des maladies telles que le cancer peuvent entraîner des effets secondaires nocifs, et la principale raison est que ces traitements ne ciblent pas spécifiquement les cellules du corps où ils sont nécessaires. Et si les médicaments contre le cancer, maladie cardiovasculaire, et d'autres maladies peuvent être ciblées spécifiquement et uniquement sur les cellules qui ont besoin du médicament, et laisser les tissus normaux intacts ?

Une nouvelle étude impliquant Erkki Ruoslahti du Sanford-Burnham Medical Research Institute, MARYLAND., Doctorat., contribution aux travaux de Samir Mitragotri, Doctorat., à l'Université de Californie, Santa Barbara, ont découvert que la forme des nanoparticules peut améliorer le ciblage des médicaments. L'étude, Publié dans Actes de l'Académie nationale des sciences , ont découvert que les nanoparticules en forme de bâtonnets - ou nanotiges - par opposition aux nanoparticules sphériques, semblent adhérer plus efficacement à la surface des cellules endothéliales qui tapissent l'intérieur des vaisseaux sanguins.

« Bien qu'il ait été démontré que la forme des nanoparticules a un impact sur l'absorption cellulaire, la dernière étude montre que des tissus spécifiques peuvent être ciblés en contrôlant la forme des nanoparticules. Garder le matériel, le volume, et l'anticorps de ciblage le même, un simple changement de forme de la nanoparticule améliore sa capacité à cibler des tissus spécifiques, " dit Mitragótri.

"Les particules allongées sont plus efficaces, " a ajouté Ruoslahti. " Vraisemblablement, la raison en est que si vous avez une particule sphérique et qu'elle a des sites de liaison dessus, la courbure de la sphère ne permet qu'un nombre limité de ces sites de liaison à interagir avec les récepteurs membranaires à la surface d'une cellule."

En revanche, les nanotiges allongées ont une surface plus grande qui est en contact avec la surface des cellules endothéliales. Une plus grande partie des anticorps qui recouvrent le nanotige peuvent donc lier des récepteurs à la surface des cellules endothéliales, et cela conduit à une adhésion cellulaire plus efficace et à une délivrance de médicament plus efficace.

Tester des nanoparticules ciblées

Le laboratoire de Mitragotri a testé l'efficacité de nanoparticules en forme de bâtonnets dans des réseaux synthétisés de canaux appelés « réseaux microvasculaires synthétiques, " ou SMN, qui imitent les conditions à l'intérieur des vaisseaux sanguins. Les nanoparticules ont également été testées in vivo sur des modèles animaux, et séparément dans les modèles mathématiques.

Les chercheurs ont également découvert que les nanotiges ciblant les tissus pulmonaires des souris s'accumulaient à un taux deux fois supérieur aux nanosphères conçues avec le même anticorps de ciblage. Aussi, un ciblage amélioré des nanotiges a été observé dans les cellules endothéliales du cerveau, qui a toujours été un organe difficile à cibler avec des médicaments.

Des nanoparticules déjà utilisées dans certains médicaments anticancéreux

Les nanoparticules ont été étudiées en tant que vaisseaux pour transporter des médicaments à travers le corps. Une fois qu'ils sont conçus avec des anticorps qui se lient à des récepteurs spécifiques à la surface des cellules ciblées, ces nanoparticules peuvent également, en principe, deviennent très spécifiques à la maladie qu'ils sont conçus pour traiter.

Ruoslahti, un pionnier dans le domaine de l'adhésion cellulaire (comment les cellules se lient à leur environnement) a développé des molécules à petites chaînes appelées peptides qui peuvent être utilisées pour cibler des médicaments sur les tumeurs et les plaques d'athérosclérose.

Des résultats prometteurs

"Une plus grande fixation spécifique présentée par les particules en forme de tige offre plusieurs avantages dans le domaine de l'administration de médicaments, en particulier dans l'administration de médicaments tels que la chimiothérapie, qui sont hautement toxiques et nécessitent l'utilisation d'approches ciblées, ", écrivent les auteurs dans leur article.

Les études démontrent que les nanotiges avec un rapport d'aspect élevé s'attachent plus efficacement aux cellules ciblées par rapport aux nanoparticules sphériques. Les résultats sont prometteurs pour le développement de nouvelles thérapies ciblées avec moins d'effets secondaires nocifs.