Les diamants sont parfois considérés comme le meilleur ami d'une fille. Maintenant, cette expression est sur le point d'avoir un nouveau sens. En effet, Les particules de diamant à l'échelle nanométrique pourraient offrir une nouvelle façon de détecter le cancer bien plus tôt qu'on ne le pensait auparavant. C'est précisément l'objectif d'un projet de recherche appelé Dinamo, financé par l'UE. Spécifiquement, il vise à développer une plate-forme de détection nanotechnologique non invasive pour la surveillance en temps réel des processus biomoléculaires dans les cellules cancéreuses vivantes.
Faire cela, ils ont développé une nouvelle technique, basé sur l'utilisation de particules de nanodiamant fluorescent (NDP). "Nous avons démontré que la combinaison spécifique des propriétés NDP en fait un matériau très approprié pour la construction de sondes capables de détecter des biomolécules allant des protéines à l'ADN, " déclare le coordinateur de l'équipe Milos Nesladek, qui est également scientifique principal à l'Institut de recherche sur les matériaux, Imec, basé à Louvain, La Belgique, "De telles sondes pourraient être utilisées pour étudier les processus moléculaires dans les cellules à l'échelle nanométrique."
Le problème est que les solutions précédentes ne permettaient pas de surveiller les processus dans les cellules vivantes pendant une période prolongée. "Notre principal défi était de remplacer les colorants bimoléculaires fluorescents qui sont actuellement utilisés comme marqueurs de luminescence dans la recherche sur les cellules cancéreuses, " explique Nesladek.
Les NPD présentent plusieurs avantages. Ils sont hautement biocompatibles. Ils peuvent rester pendant des périodes prolongées à l'intérieur des cellules sans influencer les mécanismes cellulaires. Par ailleurs, ils peuvent être conçus pour obtenir une gamme d'optique, propriétés magnétiques et de surface. "La petite taille des NDP leur permet de pénétrer les membranes cellulaires individuelles de manière non invasive, qui ne cause aucun dommage à la cellule et sans aucune perturbation des fonctions cellulaires normales, " Nesladek dit à CommNet. " La luminescence et les propriétés magnétiques changent en fonction de l'interaction du NDP avec l'environnement cellulaire, " il ajoute.
Les propriétés de surface des NDP sont telles qu'il est possible de leur attacher des biomolécules spécifiques, telles que les molécules d'ADN primaires. Livré précisément à la cellule cible, ces biomolécules peuvent mesurer, surveiller ou modifier les composants biologiques dans la cellule. Les NDP peuvent ainsi devenir non seulement un outil de suivi et de détection des changements précancéreux, mais aussi de les rectifier. D'autres développements sont en cours dans les projets ultérieurs de l'UE tels que DIAMANT.
Certains experts saluent cette approche. "Le développement de nouveaux vecteurs d'administration de médicaments est crucial pour le traitement de nombreux décès, y compris le cancer, " commente Fedor Jelezko, directeur de l'Institut d'optique quantique de l'Université d'Ulm en Allemagne. "La nouveauté de l'approche dans [le projet] est l'utilisation de matériel innovant pour transporter des médicaments, ", dit-il à CommNet. Nanodiamond offre des opportunités uniques pour la conception de supports de médicaments, car ils peuvent être imagés optiquement à l'aide de la technique de microscopie à fluorescence. "Cela permet de surveiller l'administration et la libération de médicaments dans les cellules avec des détails sans précédent, " ajoute-t-il. Cette surveillance a déjà été démontrée par les équipes de l'Ecole Normale Supérieure (ENS) de Cachan et de l'Institut du Cancer Gustave Roussy à Paris, La France.
D'autres experts sont plus prudents. "Bien qu'il y ait eu de nombreuses expériences convaincantes montrant que les nanodiamants peuvent transporter des médicaments anticancéreux actifs dans les cellules en culture et même chez la souris, il est très peu probable qu'il soit jamais utilisé chez l'homme, principalement parce que le diamant est si inerte qu'il ne peut pas être dégradé et ne peut donc pas être facilement éliminé par le corps", commente François Treussart, professeur de physique à l'ENS.
Cependant, il semble un avenir radieux pour la technologie. « Bien au-delà des objectifs [du projet], l'avenir du nanodiamant dans les applications médicales est plus comme dispositif de diagnostic en médecine personnelle ou comme outil de surveillance par exemple pour suivre la greffe de cellules souches en médecine régénérative, comme l'ont récemment démontré les applications biomédicales de l'équipe ND fluorescente à l'Institute of Atomic and Molecular Science, à l'Academia Sinica à Taïwan, " conclut-il.
Une sonde NPD, placé dans une cellule cible, devrait être capable de détecter et de relayer des informations sur les processus qui se déroulent dans cette cellule. "Le projet Dinamo est terminé, mais les partenaires collaborent toujours, " raconte Nesladek. " L'université de Stuttgart en Allemagne est en train de développer une sonde NDP. « Le Dinamo s'est concentré sur le contexte du cancer du sein et du cancer colorectal, mais il n'y a aucune raison pour que la technique ne puisse pas être appliquée à un large éventail d'autres cancers, " dit-il à CommNet. Il conclut qu'un autre objectif futur est d'explorer la possibilité d'utiliser des sondes NDP pour détecter les cellules souches cancéreuses.
