Cellules humaines (vert) sur les nanoaiguilles (orange), qui a de l'ADN injecté dans les noyaux des cellules (Bleu). L'image a été prise par les chercheurs en utilisant la microscopie optique. Crédit :Imperial College de Londres
Les scientifiques ont développé de minuscules « nano-aiguilles » qui ont incité avec succès des parties du corps à générer de nouveaux vaisseaux sanguins, dans un essai chez la souris.
Les chercheurs, de l'Imperial College de Londres et du Houston Methodist Research Institute aux États-Unis, J'espère que leur technique de nano-aiguille pourrait finalement aider les organes et les nerfs endommagés à se réparer et aider les organes greffés à prospérer.
Les nanoaiguilles fonctionnent en délivrant des acides nucléiques dans une zone spécifique. Les acides nucléiques sont les éléments constitutifs de tous les organismes vivants et ils codent, transmettre et exprimer des informations génétiques. Les scientifiques étudient actuellement les moyens d'utiliser les acides nucléiques pour reprogrammer les cellules afin qu'elles remplissent différentes fonctions.
Les nanoaiguilles sont de minuscules structures poreuses qui agissent comme une éponge pour charger beaucoup plus d'acides nucléiques que les structures solides. Cela les rend plus efficaces dans la livraison de leur charge utile. Ils peuvent pénétrer dans la cellule, contournant sa membrane externe, pour délivrer des acides nucléiques sans endommager ou tuer la cellule. Les nanoaiguilles sont en silicium biodégradable, ce qui signifie qu'ils peuvent être laissés dans le corps sans laisser de résidu toxique. Le silicium se dégrade en environ deux jours, ne laissant qu'une quantité négligeable d'une substance inoffensive appelée acide orthosilicique.
Dans un essai décrit dans Matériaux naturels , l'équipe a montré qu'elle pouvait introduire l'ADN et l'ARNsi des acides nucléiques dans des cellules humaines en laboratoire, en utilisant les nanoaiguilles. Ils ont également montré qu'ils pouvaient délivrer des acides nucléiques dans les muscles du dos chez la souris. Après sept jours, il y avait une multiplication par six de la formation de nouveaux vaisseaux sanguins dans les muscles du dos de la souris, et les vaisseaux sanguins ont continué à se former sur une période de 14 jours. La technique n'a pas provoqué d'inflammation ou d'autres effets secondaires nocifs.
Cellule humaine unique (marron) sur un lit de nanoaiguilles (bleu). Cette image a été prise par les chercheurs en utilisant la microscopie électronique. Crédit :Imperial College de Londres
L'espoir est qu'un jour les scientifiques pourront aider à promouvoir la génération de nouveaux vaisseaux sanguins chez les humains, à l'aide de nanoaiguilles, de fournir aux organes transplantés ou futurs implants d'organes artificiels les connexions nécessaires au reste du corps, afin qu'ils puissent fonctionner correctement avec un risque minimal d'être rejeté.
"Il s'agit d'un bond en avant par rapport aux technologies existantes pour la livraison de matériel génétique aux cellules et aux tissus, " dit Ennio Tasciotti, Coprésident, Département de nanomédecine du Houston Methodist Research Institute et co-auteur de l'article. « En accédant directement au cytoplasme de la cellule, nous avons réalisé une reprogrammation génétique avec une efficacité incroyable. Cela nous permettra de personnaliser les traitements pour chaque patient, nous donnant des possibilités infinies dans la détection, diagnostic et thérapie. Et tout cela grâce à de minuscules structures pouvant aller jusqu'à 1, 000 fois plus petit qu'un cheveu humain."
Professeur Molly Stevens, auteur co-correspondant des départements des matériaux et de la bio-ingénierie de l'Imperial College de Londres, a déclaré :« Ce n'est encore qu'à ses débuts dans nos recherches, mais nous sommes heureux que les nanoaiguilles aient été couronnées de succès dans cet essai chez la souris. Il y a un certain nombre d'obstacles à surmonter et nous n'avons pas encore testé les nanoaiguilles chez l'homme, mais nous pensons qu'ils ont un énorme potentiel pour aider le corps à se réparer."
Les chercheurs visent maintenant à développer un matériau comme un pansement flexible pouvant incorporer les nanoaiguilles. L'idée est que cela s'appliquerait à différentes parties du corps, en interne ou en externe, pour délivrer les acides nucléiques nécessaires à la réparation et à la réinitialisation de la programmation cellulaire.
Dr Ciro Chiappini, premier auteur de l'étude du Département des matériaux, a ajouté :« Si nous pouvons exploiter la puissance des acides nucléiques et les inciter à effectuer des tâches spécifiques, cela nous donnera un moyen de régénérer la fonction perdue. Peut-être qu'à l'avenir, les médecins pourront appliquer des bandages souples sur la peau gravement brûlée pour reprogrammer les cellules afin de guérir cette blessure avec du tissu fonctionnel au lieu de former une cicatrice. Alternativement, nous pouvons voir des chirurgiens appliquer d'abord les bandages à l'aide de nano-aiguilles à l'intérieur de la région affectée pour favoriser l'intégration saine de ces nouveaux organes et implants dans le corps. Nous sommes loin, mais nos premiers essais semblent très prometteurs."
