Quand tu prends un médicament, il voyage dans votre circulation sanguine, dissoudre et disperser, et finalement atteindre sa zone cible désignée.

Mais parce que le sang contenant le médicament circule dans tout votre corps, seul un petit pourcentage de la dose initiale atteint réellement l'emplacement souhaité.

Pour les médicaments en vente libre comme le paracétamol ou l'ibuprofène, avec très peu d'effets secondaires, cela n'a pas trop d'importance.

Mais quand il s'agit de médicaments contre le cancer, qui peuvent affecter autant les cellules saines que les cellules cancéreuses, ce processus peut causer de gros problèmes.

En partie parce que les médicaments sont dilués dans leur sang, les patients cancéreux doivent prendre ces médicaments à des doses particulièrement élevées, ce qui peut provoquer des effets secondaires très désagréables.

Mais le professeur Sonia Trigueros, co-directeur du programme Oxford Martin sur les nanotechnologies, se rapproche du développement d'un système d'administration de médicaments à l'échelle nanométrique dans le but de cibler spécifiquement les cellules cancéreuses.

En collaboration avec une équipe de chimistes, ingénieurs et physiciens, Trigueros s'est lancé dans une mission ambitieuse pour lutter contre le cancer au niveau « nano » – moins de 100 nanomètres de large. Pour le contexte, c'est super petit :un nanomètre est un millième de millième de millimètre.

Il y a encore un long chemin à parcourir, mais Trigueros avance convenablement, et a récemment abordé un problème majeur de travail à un niveau nano. Et lors de la conférence Wired Health de cette année, qui s'est penchée sur l'avenir des soins de santé, bien-être et génomique – elle nous a parlé de ses récents progrès, et ses visions pour l'avenir.

Au niveau nano

Certains d'entre nous se souviendront du tableau périodique affiché dans nos classes de sciences qui nous parlait des propriétés de chaque élément. Mais en travaillant à un niveau nano, tout change, et les éléments se comportent complètement différemment.

Les éléments ont des propriétés différentes au niveau nano qu'au niveau micro, a expliqué le professeur Trigueros au public de Wired Health 2015.

Cela pose de gros problèmes aux chercheurs qui tentent de fabriquer des dispositifs à l'échelle nanométrique, qui peut être fabriqué à partir de plusieurs matériaux différents, y compris l'or, argent et carbone. Tous ces matériaux sont très instables au niveau nano.

« Après avoir fabriqué les nanostructures, vous n'avez que quelques minutes à quelques jours pour travailler, " dit-elle. Ils sont vraiment instables, surtout quand on les met dans l'eau."

Ce n'est pas l'idéal, considérant que notre corps est composé principalement d'eau.

Les récents travaux de Trigueros se sont concentrés sur la tentative de stabilisation de minuscules tubes en carbone, appelés nanotubes de carbone, qui contiennent des médicaments à l'intérieur du tube afin qu'ils puissent être délivrés dans les cellules cancéreuses.

Elle a maintenant trouvé un moyen de les maintenir stables pendant plus de deux ans et à des températures allant jusqu'à 42 °C.

Pour faire ça, elle enroule l'ADN autour des structures, comme une tortilla s'enroule autour des garnitures d'un burrito.

Bien que cela accomplisse l'objectif de maintenir les nanostructures stables à l'intérieur du corps, cela ne sert à rien si l'ADN ne peut pas se dérouler pour délivrer les médicaments. Mais, selon Trigueros, elle a montré que, une fois dans une cellule, l'ADN se déroule facilement et libère sa charge utile.

Livraison de médicaments vraiment ciblée

Alors, comment tout cela fonctionne-t-il ? Comment les médicaments pénètrent-ils dans les cellules cancéreuses ? Les nanotubes de Trigueros exploitent les différences entre les cellules cancéreuses et les cellules saines - dans ce cas, différences dans les membranes qui les maintiennent ensemble.

« Les cellules cancéreuses sont plus perméables que les cellules normales, de sorte que les nanotubes peuvent traverser la membrane cellulaire. Et une fois à l'intérieur, ils déballent et livrent de la drogue, " expliqua Trigueros.

Exploiter les différences de perméabilité est une façon de cibler les cellules cancéreuses, mais Trigueros explique qu'il existe plus d'une façon de créer un système d'administration de médicaments vraiment ciblé.

"On peut attacher ce qu'on veut sur l'ADN, " dit-elle. " Ainsi, vous pouvez attacher une protéine qui reconnaît les cellules cancéreuses ".

De la théorie à la réalité

Bien que tout cela semble bien en théorie, cela fonctionnera-t-il réellement dans la réalité?

Trigueros a maintenant commencé des tests préliminaires sur des cellules cancéreuses du poumon cultivées en laboratoire, nous a-t-elle confié lors d'une interview. Et cela a montré une promesse provisoire, elle dit, citant des données non publiées sur leur efficacité à tuer ces cellules en laboratoire.

D'autres sont prudemment optimistes. "C'est une perspective vraiment excitante, " dit le professeur Duncan Graham, expert en nanotechnologie et conseiller auprès de Cancer Research UK.

"A common concern with carbon nanotubes is toxicity, but when coated with DNA this concern could be removed, " il explique, "and it also addresses a fundamental issue, which is that they collect into clusters that become a solid mass and so are unable to leave the body."

En théorie, once Trigueros's nanotubes have finished their job they are tiny enough (50 nanometres) to be excreted through urine.

This isn't the first time carbon nanotubes have been used in cancer research:a US research team has used them, par exemple, to target and collect images of tumours in mice. But the combination of drug delivery and cancer-specific targeting is what interests Professor Graham.

"Unlike previous work using carbon nanotubes, this approach is set to target the tumour specifically, potentially meaning fewer side effects and a lower dosage. I look forward to seeing this in animal models which is where the real proof of activity lies, " il a dit.

But he's cautious, stressing that Trigueros's work has not yet been peer-reviewed and published.

Prochaines étapes

Next Trigueros is aiming towards starting animal trials and, finalement, she wants to begin clinical trials in patients – that is if everything goes well.

She hopes to focus on how nanostructures could be used to cross the blood-brain barrier – the brain's highly selective 'bouncer' that only lets certain molecules across. This has been notoriously difficult to get past, making targeting cancers in the brain more difficult.

But there is a still a long way to go and a lot of problems to tackle. A plus court terme, we'll be keeping an eager eye on her drug delivery research, as her ideas continue to develop.