Chercheurs de l'Université d'État Lomonossov de Moscou, en collaboration avec des collègues allemands, ont appliqué des nanoparticules de silicium pour diagnostiquer et guérir le cancer. Pour la première fois, les scientifiques ont démontré la capacité des particules à pénétrer dans les cellules malades et à se dissoudre complètement après l'administration de médicaments thérapeutiques. Les détails de la recherche sont présentés dans un article publié dans le dernier numéro de Nanomédecine :Nanotechnologie, Biologie et médecine .

La direction scientifique de l'équipe s'appelle « théranostique, " un portemanteau de "thérapie" et de "diagnostics, " dénotant le processus de détection et de traitement simultanés de la maladie. L'une de ses applications est de repérer une gamme de maladies oncologiques à l'aide de nanoparticules transportant des médicaments pour une livraison ciblée dans une cellule cancéreuse. De nombreuses nanoparticules ne répondent actuellement pas aux exigences de biocompatibilité. Selon l'un des chercheurs, Lioubov Osminkina, certaines nanoparticules peuvent agir rapidement, délivrer le médicament avec précision et guérir un certain nombre de maladies, mais cause le foie, un rein, douleur pulmonaire, ou même des maux de tête des mois plus tard.

"La raison en est que l'or, argent, oxyde de titane, le séléniure de cadmium et d'autres nanoparticules ne sont pas complètement excrétés, " explique Liubov Osminkina. " Lorsque les nanoparticules atteignent la circulation sanguine, ils peuvent se coincer dans les organes internes et après un certain temps, ils commencent à nuire à l'organisme en raison d'effets toxiques prolongés."

Cherchant non seulement biocompatible, mais aussi un transport biodégradable pour une délivrance ciblée de médicaments, les scientifiques ont étudié le silicium poreux. Ils pensaient que ces nanoparticules ne feraient pas de mal tout en aidant le patient, car le résultat de leur dissolution est l'acide silicique, vital pour les os et les tissus conjonctifs.

En utilisant la spectroscopie Raman, les scientifiques scannent le contenu d'une cellule vivante et comparent les spectres obtenus de ce qui se trouve à l'intérieur d'une cellule. "C'est alors que j'ai eu l'idée de mener une étude sur la biodégradation des nanoparticules en utilisant la micro-spectroscopie Raman, " dit le scientifique. " Cette technique permet non seulement de localiser les nanoparticules dans la cellule, mais aussi d'observer le processus de leur désintégration. Ce dernier était possible car le spectre Raman des nanoparticules de silicium dépend de leur taille - plus elles sont petites, plus le spectre s'élargit, passer à des fréquences plus basses."

L'essence de la nouvelle étude d'Osminkina consistait à incuber les cellules cancéreuses du sein avec des nanoparticules de silicium de 100 nm, puis à utiliser un micro-spectromètre Raman pour observer ce qui se passe dans les cellules pendant différentes périodes allant de cinq heures à 13 jours. Ils ont vu comment pendant les cinq à neuf premières heures, les nanoparticules se localisent sur les membranes cellulaires et pénètrent dans la cellule le lendemain puis commencent à se biodégrader, comme en témoigne une diminution de l'amplitude du signal, l'élargissement spectral et l'apparition du pic de la phase de silicium amorphe. Il a été démontré que le 13e jour, les nanoparticules se dissolvent complètement et le signal disparaît.

"Ainsi, pour la première fois, nous avons montré que les nanoparticules de silicium poreux pouvaient être des agents théranostiques totalement inoffensifs pour de nombreux types de cancer. Ils pénètrent facilement dans la cellule malade, et lorsqu'il est rempli d'un médicament, l'émettre en se dissolvant. Je pense que les résultats de nos travaux sont d'une grande importance à long terme en tant que base pour la création de médicaments à base de nanoparticules de silicium biocompatibles et biodégradables, ", dit Lubov Osminkina.