(Phys.org) - Des chercheurs de l'Institut des sciences de l'alimentation et de l'agriculture de l'Université de Floride ont pris ce que certains considéreraient comme des déchets et ont créé un outil scientifique remarquable, celui qui pourrait un jour aider à corriger les troubles génétiques ou à traiter le cancer sans les effets secondaires désagréables de la chimiothérapie.

Wilfred Vermerris, professeur agrégé au département de microbiologie et de science cellulaire de l'UF, et Elena Ten, un chercheur associé postdoctoral, créé à partir de déchets végétaux un nouveau nanotube, celui qui est beaucoup plus flexible que les nanotubes de carbone rigides actuellement utilisés. Les chercheurs affirment que les nanotubes de lignine - environ 500 fois plus petits qu'un cil humain - peuvent délivrer de l'ADN directement dans le noyau des cellules humaines en culture tissulaire, où cet ADN pourrait alors corriger les conditions génétiques. Des expériences d'injection d'ADN sont actuellement en cours avec des nanotubes de carbone, également.

"C'était un résultat surprenant, " a déclaré Vermerris. " Si vous pouvez faire cela chez des êtres humains réels, vous pourriez réparer les gènes défectueux qui causent les symptômes de la maladie et les remplacer par de l'ADN fonctionnel fourni avec ces nanotubes. "

Le nanotube est constitué de lignine issue de matière végétale issue d'une installation pilote de biocarburant UF à Perry, Fla. La lignine fait partie intégrante des parois cellulaires secondaires des plantes et permet le mouvement de l'eau des racines aux feuilles, mais il n'est pas utilisé pour fabriquer des biocarburants et serait autrement brûlé pour produire de la chaleur ou de l'électricité à l'usine de biocarburant. Les nanotubes de lignine peuvent être fabriqués à partir de divers résidus végétaux, dont le sorgho, peuplier, pin à encens et canne à sucre.

Les chercheurs ont d'abord testé si les nanotubes étaient toxiques pour les cellules humaines et ont été surpris de constater qu'ils l'étaient moins que les nanotubes de carbone. Ainsi, ils pourraient délivrer une dose plus élevée de médicament au tissu cellulaire humain. Ensuite, ils ont cherché à savoir si les nanotubes pouvaient fournir de l'ADN plasmidique aux mêmes cellules et cela a réussi, trop. Un plasmide est une petite molécule d'ADN qui est physiquement séparée de, et peut se répliquer indépendamment de, ADN chromosomique dans une cellule.

"Ce n'est pas une route très facile car nous avons dû essayer différentes expériences pour confirmer les résultats, " Dix dit. "Mais c'était très fructueux."

En cas de troubles génétiques, le nanotube serait chargé d'une copie fonctionnelle d'un gène, et injecté dans le corps, où il ciblerait le tissu affecté, qui fabrique alors la protéine manquante et corrige le trouble génétique.

Bien que Vermerris ait averti que le traitement chez l'homme est dans de nombreuses années, parmi les conditions que ces nanotubes porteurs de gènes pourraient corriger, citons la fibrose kystique et la dystrophie musculaire. Mais, il ajouta, que les patients devraient prendre l'ADN correctif via des nanotubes sur une base continue.

Une autre application à l'étude consiste à utiliser les nanotubes de lignine pour l'administration de médicaments de chimiothérapie chez les patients cancéreux. Les nanotubes garantiraient que les médicaments n'atteignent que la tumeur sans affecter les tissus sains.

Vermerris a déclaré avoir créé différents types de nanotubes, selon l'expérience. Ils pourraient également adapter les nanotubes aux besoins spécifiques d'un patient, un processus appelé personnalisation.

"Vous pouvez le considérer comme une commode et, selon l'application, vous ouvrez un tiroir ou utilisez des matériaux d'un tiroir différent pour obtenir les choses juste pour votre application spécifique, " at-il dit. " Ce n'est pas très difficile de faire la personnalisation. "

La prochaine étape du processus de recherche consiste pour Vermerris et Ten à commencer des expériences sur des souris. Ils sont dans le processus de candidature pour ces expériences, qui prendrait plusieurs années à compléter. Si ceux-ci réussissent, des permis devraient être obtenus pour que leurs collègues de la faculté de médecine mènent des recherches sur des patients humains, avec Vermerris et Ten fournissant les nanotubes pour cette recherche.

"Nous sommes loin de ce point, " Vermerris a déclaré. "C'est la trajectoire optimiste à long terme."

Le travail est une collaboration avec des collègues de l'UF College of Engineering et du College of Medicine, dont les médecins Arun Srivastava, Chen Ling et Amelia Dempere. Il a été financé, en partie, par une subvention de 5,4 millions de dollars du Département de l'agriculture des États-Unis, avec le soutien de l'UF/IFAS, Service de santé publique, les instituts nationaux de la santé, le Réseau Enfants Miracle, le prix du projet pilote de stagiaire de l'UF Clinical and Translational Science Institute, Alex's Lemonade Stand Foundation for Childhood Cancer and Bankhead-Colely Cancer Research Program.

Un article sur leurs découvertes a été publié en février dans la revue Biomacromolécules .