Les scientifiques de l'UC Santa Barbara ont conçu une nanoparticule qui possède quelques propriétés uniques et importantes. De forme sphérique et de composition argentée, il est enfermé dans une enveloppe recouverte d'un peptide qui lui permet de cibler les cellules tumorales. Quoi de plus, la coque est gravable afin que les nanoparticules qui n'atteignent pas leur cible puissent être décomposées et éliminées. Les résultats de la recherche paraissent aujourd'hui dans la revue Matériaux naturels .

Le cœur de la nanoparticule utilise un phénomène appelé plasmonique. En plasmonique, les métaux nanostructurés tels que l'or et l'argent résonnent dans la lumière et concentrent le champ électromagnétique près de la surface. De cette façon, les colorants fluorescents sont renforcés, apparaissant environ dix fois plus brillant que leur état naturel lorsqu'aucun métal n'est présent. Lorsque le noyau est gravé, l'amélioration disparaît et la particule devient faible.

Le laboratoire de recherche Ruoslahti de l'UCSB a également développé une technique de gravure simple utilisant des produits chimiques biocompatibles pour désassembler et éliminer rapidement les nanoparticules d'argent à l'extérieur des cellules vivantes. Cette méthode ne laisse que les nanoparticules intactes pour l'imagerie ou la quantification, révélant ainsi quelles cellules ont été ciblées et combien chaque cellule a internalisé.

"Le démontage est un concept intéressant pour créer des médicaments qui répondent à un certain stimulus, " a déclaré Gary Braun, un associé postdoctoral au Ruoslahti Lab du Département de Moléculaire, Biologie cellulaire et du développement (MCDB). "Il minimise également la toxicité hors cible en décomposant les nanoparticules en excès afin qu'elles puissent ensuite être éliminées par les reins."

Cette méthode d'élimination des nanoparticules incapables de pénétrer dans les cellules cibles est unique. "En se concentrant sur les nanoparticules qui ont réellement pénétré dans les cellules, " Braun a dit, "nous pouvons alors comprendre quelles cellules ont été ciblées et étudier plus en détail les voies de transport tissulaire."

Certains médicaments sont capables de traverser seuls la membrane cellulaire, mais beaucoup de drogues, en particulier les médicaments génétiques à base d'ARN et d'ADN, sont des molécules chargées qui sont bloquées par la membrane. Ces médicaments doivent être absorbés par endocytose, le processus par lequel les cellules absorbent les molécules en les engloutissant.

« Cela nécessite généralement un support de nanoparticules pour protéger le médicament et le transporter dans la cellule, " a déclaré Braun. "Et c'est ce que nous avons mesuré :l'internalisation d'un porteur par endocytose."

Parce que la nanoparticule a une structure de coque de noyau, les chercheurs peuvent faire varier son revêtement extérieur et comparer l'efficacité du ciblage et de l'internalisation des tumeurs. La commutation de l'agent de surface permet de cibler différentes maladies - ou organismes dans le cas des bactéries - grâce à l'utilisation de différents récepteurs cibles. Selon Braun, cela devrait devenir un moyen d'optimiser l'administration du médicament lorsque le noyau est un véhicule contenant un médicament.

"Ces nouvelles nanoparticules ont des propriétés remarquables qui se sont déjà révélées utiles en tant qu'outil dans nos travaux liés à l'administration ciblée de médicaments dans les tumeurs, " dit Erkki Ruoslahti, professeur distingué adjoint au Centre de nanomédecine et au département MCDB de l'UCSB. "Ils ont également des applications potentielles dans la lutte contre les infections. Les infections dangereuses causées par des bactéries résistantes à tous les antibiotiques sont de plus en plus courantes, et de nouvelles approches pour faire face à ce problème sont désespérément nécessaires. L'argent est un agent antibactérien utilisé localement et notre technologie de ciblage peut permettre d'utiliser des nanoparticules d'argent pour traiter les infections n'importe où dans le corps."