Avant que de nouvelles nanoparticules ou d'autres nanomédicaments puissent être injectés dans le corps humain, toute une série de tests doit être réalisée en laboratoire, puis dans des cellules vivantes, et finalement sur les humains. Mais souvent les résultats obtenus in vitro ne ressemblent pas à ce qui se passe réellement dans le corps animal ou humain. Ainsi, les chercheurs ont reconsidéré la base de la conception expérimentale in vitro.
Dans un article publié dans la revue Petit , Des chercheurs de l'EPFL expliquent comment de tels problèmes peuvent être évités en remplaçant les tests in vitro statiques conventionnels par des tests dynamiques qui se rapprochent des conditions de vie complexes - comparables à celles qui se produisent dans les systèmes sanguin et lymphatique du corps.
Les chercheurs ont pu « reproduire » les différentes conditions du corps réel dans un laboratoire, et tester le comportement des nanoparticules dans différents flux sanguins et lymphatiques. Ils ont également reproduit l'effet "nettoyant" des nanoparticules, qui passent dans les ganglions lymphatiques, en "lavant" la lymphe d'eux et en les réinjectant dans le sérum sanguin.
"Les conditions d'incubation actuelles sont statiques, " dit Marijana Mionic Ebersold, un ancien post-doc à l'EPFL, auteur principal de l'étude dans le cadre d'un projet Nano-Tera et travaille actuellement en tant que collaborateur scientifique au CHU de Lausanne (CHUV). « Des nanoparticules ou des médicaments à tester sont soigneusement ajoutés aux fluides et cellules typiquement statiques, et puis il y a une période d'attente dans des conditions statiques avant que l'interaction et les effets puissent être étudiés par exemple au microscope", Elle ajoute. « Dans le corps humain, les fluides et les cellules ne restent jamais bien statiques. C'est un environnement extrêmement dynamique et complexe. Les méthodes statiques in vitro conventionnelles ne permettent donc pas de traduire les résultats des tests in vitro aux tests in vivo. »
Reproduire les conditions dans les systèmes sanguin et lymphatique
Pour leur étude, les chercheurs ont utilisé la couronne protéique comme paramètre qui reflète cet écart in vitro/in vivo. La couronne protéique se forme autour des nanoparticules lorsqu'elles entrent en contact avec un environnement biologique. Sa présence influence le comportement des nanoparticules dans l'organisme en modifiant leurs propriétés chimiques, destination, et leurs interactions avec d'autres cellules.
La couronne protéique est affectée à la fois par le débit et le type de fluide, c'est-à-dire du sang ou de la lymphe, comme le montre l'étude. "Étonnamment, l'influence de la lymphe sur la couronne protéique et le sort des nanoparticules ont jusqu'à présent été complètement négligés - bien que les nanomédicaments injectés par voie sous-cutanée entrent immédiatement en contact avec la lymphe du patient", dit Mioni ? Ebersold.
L'étude a révélé qu'un changement à la fois du débit et des fluides est un facteur extrêmement important lorsqu'il s'agit de la formation de la couronne protéique. Par exemple, les conditions d'écoulement changeraient et la couronne protéique serait différente chez un patient présentant des troubles de la pression artérielle différents par rapport à une personne en bonne santé. Les nanoparticules peuvent ainsi se comporter de manière assez différente et chez différents patients et avoir des effets différents sur eux.
Des tests dynamiques seraient donc extrêmement utiles pour observer la formation de la couronne protéique dans divers environnements in vitro afin de prédire comment les nanoparticules vont finalement se comporter in vivo. "Lorsque les résultats in vivo sont différents des résultats in vitro, les scientifiques ont tendance à dire qu'ils ont testé leur nanomédecine sur le mauvais modèle animal ou que les produits chimiques n'étaient pas exactement les mêmes, etc. " dit Mioni? Ebersold. " Nous pensons que le problème commence beaucoup plus tôt, avec les tests in vitro qui sont effectués au point de départ de la nanomédecine translationnelle :leur conception statique est ce qui explique souvent les divergences avec les tests in vivo ultérieurs.
