La taille compte vraiment en ce qui concerne les mécanismes que les cellules utilisent pour communiquer les unes avec les autres, selon de nouvelles recherches pionnières en nanobiotechnologie qui ont des implications importantes pour le diagnostic et le traitement des maladies.

Une équipe internationale de scientifiques a fait des progrès majeurs dans la compréhension des « exosomes » – de minuscules structures biologiques (ou « vésicules ») qui sont utilisées par les cellules du corps pour transférer des informations. Les chercheurs pensent que les résultats pourraient être importants pour plusieurs domaines de la science médicale, de la personnalisation des traitements médicaux à une meilleure compréhension de la croissance et de la propagation des tumeurs cancéreuses.

Les exosomes sont remplis de protéines et d'ARN. Ils peuvent être générés par une cellule, repris par un autre, et déclencher une réponse spécifique. À ce jour, la recherche scientifique s'est concentrée sur le contenu des exosomes, mais une nouvelle étude menée par des scientifiques de l'Université de Lincoln, ROYAUME-UNI, s'est plutôt concentré sur la taille des exosomes et sur la manière dont cela affecte leur fonctionnement.

Dirigé par le Dr Enrico Ferrari, spécialiste des nanobiotechnologies, l'équipe a découvert que plus les exosomes sont petits, plus il est facile pour les cellules cibles de les ramasser. Cela rend la communication entre les cellules beaucoup plus rapide.

L'étude a examiné des exosomes prélevés sur un patient atteint d'un gliome de haut grade (tumeur cérébrale à croissance rapide). Les chercheurs avaient précédemment découvert que certaines cellules souches dans le cerveau du patient produisaient des exosomes responsables de soutenir les cellules cancéreuses et de les rendre plus agressives.

Leurs derniers travaux suggèrent que le niveau d'agression dans une tumeur pourrait être déterminé par la taille des exosomes produits par les cellules cancéreuses - par exemple plus les exosomes sont petits, plus les cellules peuvent communiquer et se reproduire rapidement, et plus le cancer se développe rapidement.

Ces premiers résultats pourraient donc avoir des implications importantes pour le pronostic de différents cancers à l'avenir, car les médecins peuvent être en mesure d'examiner la taille des exosomes produits et de prédire avec plus de précision l'évolution de la tumeur d'un patient.

L'étude a été réalisée par des chercheurs de la School of Life Sciences de l'Université de Lincoln, ROYAUME-UNI; le Département des sciences médicales et biologiques de l'Université d'Udine; et le département de neurosciences de l'hôpital universitaire Santa Maria della Misericordia, les deux en Italie. Les résultats sont publiés dans la revue scientifique, Nanomédecine :Nanotechnologie, Biologie et médecine .

"Plutôt que de regarder à l'intérieur de l'exosome, nous avons décidé d'examiner en détail la nature du véhicule, spécifiquement sa taille", a expliqué le Dr Ferrari. "Si vous considérez un exosome comme un paquet, quelles que soient les molécules spécifiques qu'il transporte, la nature de "l'enveloppe" est susceptible d'être d'une grande importance pour la livraison du message. Plus l'enveloppe est grande, plus c'est difficile à livrer !

"Des recherches antérieures ont examiné comment la taille affecte le comportement des nanoparticules artificielles dans un corps humain, et cette nouvelle étude a révélé que les particules biologiques comme les exosomes peuvent agir de la même manière - plus elles sont petites, plus leur message est "fort", car il est plus facile pour les cellules cibles de les saisir et d'« entendre » le message.

"Traditionnellement, il a été difficile d'observer ce comportement dans les exosomes car ils sont extrêmement petits (bien en dessous de la résolution optique), très insaisissable, et difficile à isoler. Cependant, notre équipe a développé un nouvel ensemble de techniques pour surmonter tous ces facteurs et répondre à des questions importantes sur l'absorption dépendante de la taille, qui n'avaient pas été abordés auparavant.

"La taille des différents exosomes a été explorée dans quelques autres études, mais jamais par rapport à l'efficacité avec laquelle ils peuvent transmettre leurs messages."

La nouvelle recherche pourrait également avoir des implications futures pour la délivrance de médicaments, car les exosomes pourraient potentiellement être utilisés comme nanosupports pour des médicaments spécifiques. Les scientifiques prédisent qu'il pourrait être possible de manipuler la taille des exosomes utilisés en thérapeutique pour les rendre plus efficaces, et d'utiliser les exosomes personnalisés produits dans le corps humain - ou des particules qui imitent leur comportement - pour obtenir une administration de médicaments plus ciblée et plus efficace. Ce processus est appelé exothérapie.

L'équipe espère maintenant poursuivre ses recherches dans ce domaine pour mieux comprendre l'impact de la taille des exosomes sur la façon dont les cellules communiquent, et développer des façons dont ces connaissances peuvent être utilisées dans le diagnostic, pronostic et traitement de chaque patient.