Les nanoparticules magnétiques peuvent ouvrir la barrière hémato-encéphalique et délivrer des molécules directement au cerveau, disent des chercheurs de l'Université de Montréal, Polytechnique Montréal, et CHU Sainte-Justine. Cette barrière passe à l'intérieur de presque tous les vaisseaux du cerveau et le protège des éléments circulant dans le sang qui peuvent être toxiques pour le cerveau. La recherche est importante car actuellement 98 % des molécules thérapeutiques sont également incapables de traverser la barrière hémato-encéphalique.
"La barrière est temporairement ouverte à un endroit souhaité pendant environ 2 heures par une petite élévation de la température générée par les nanoparticules lorsqu'elles sont exposées à un champ de radiofréquence, " a expliqué le premier auteur et co-inventeur Seyed Nasrollah Tabatabaei. " Nos tests ont révélé que cette technique n'est associée à aucune inflammation du cerveau. Ce nouveau résultat pourrait conduire à une percée dans la façon dont les nanoparticules sont utilisées dans le traitement et le diagnostic des maladies du cerveau, " a expliqué le co-investigateur, Hélène Girouard. "Au moment présent, la chirurgie est le seul moyen de traiter les patients atteints de troubles cérébraux. De plus, tandis que les chirurgiens sont capables d'opérer pour enlever certains types de tumeurs, certains troubles sont localisés dans le tronc cérébral, parmi les nerfs, rendre la chirurgie impossible, " a ajouté la collaboratrice et auteure senior Anne-Sophie Carret.
Bien que la technologie ait été développée à l'aide de modèles murins et n'ait pas encore été testée chez l'homme, les chercheurs sont convaincus que les recherches futures permettront son utilisation chez l'homme. « En s'appuyant sur des découvertes antérieures et en s'appuyant sur l'effort mondial d'une équipe interdisciplinaire de chercheurs, cette technologie propose une version moderne de la vision décrite il y a près de 40 ans dans le film Voyage fantastique, où un sous-marin miniature naviguait dans le réseau vasculaire pour atteindre une région précise du cerveau, " a déclaré le chercheur principal Sylvain Martel. Dans des recherches antérieures, Martel et son équipe avaient réussi à manipuler le mouvement des nanoparticules à travers le corps en utilisant les forces magnétiques générées par les machines d'imagerie par résonance magnétique (IRM).
Pour ouvrir la barrière hémato-encéphalique, les nanoparticules magnétiques sont envoyées à la surface de la barrière hémato-encéphalique à un endroit souhaité dans le cerveau. Bien que ce ne soit pas la technique utilisée dans cette étude, le placement pourrait être réalisé en utilisant la technologie IRM décrite ci-dessus. Puis, les chercheurs ont généré un champ de radiofréquence. Les nanoparticules ont réagi au champ radiofréquence en dissipant de la chaleur, créant ainsi une contrainte mécanique sur la barrière. Cela permet une ouverture temporaire et localisée de la barrière pour la diffusion de la thérapeutique dans le cerveau.
La technique est unique à bien des égards. "Le résultat est assez significatif puisque nous avons montré dans des expériences précédentes que les mêmes nanoparticules peuvent également être utilisées pour naviguer dans les agents thérapeutiques dans le réseau vasculaire à l'aide d'un scanner IRM clinique, " a fait remarquer Martel. " Relier la capacité de navigation à ces nouveaux résultats permettrait d'administrer des traitements directement à un site spécifique du cerveau, améliorer potentiellement de manière significative l'efficacité du traitement tout en évitant la circulation systémique d'agents toxiques qui affectent les tissus et organes sains, " Carret a ajouté. " Tandis que d'autres techniques ont été développées pour livrer des médicaments à la barrière hémato-encéphalique, soit ils l'ouvrent trop grand, exposer le cerveau à de grands risques, ou ils ne sont pas assez précis, entraînant une dispersion des médicaments et d'éventuels effets secondaires indésirables, " dit Martel.
Bien qu'il y ait de nombreux obstacles à surmonter avant que la technologie puisse être utilisée pour traiter les humains, l'équipe de recherche est optimiste. "Bien que nos résultats actuels ne soient qu'une preuve de concept, nous sommes en passe d'atteindre notre objectif de développer un mécanisme local d'administration de médicaments qui sera capable de traiter les maladies oncologiques, psychiatrique, troubles neurologiques et neurodégénératifs, entre autres, " conclut Carret.
