Une image stylisée d'un cancer détectant des nanoparticules dans le corps. Crédit :Yong Fan
Les chercheurs ont développé une nouvelle forme de nanoparticule et une technique d'imagerie associée qui peuvent détecter plusieurs biomarqueurs de maladies, y compris ceux pour le cancer du sein, trouve dans les tissus profonds du corps.
Rapporté dans la revue scientifique Nature Nanotechnologie , la recherche ouvre une nouvelle voie dans le diagnostic des maladies mini-invasives et sera potentiellement largement utilisée à la fois pour la recherche biomédicale et pour les applications cliniques.
« L'utilisation de nanoparticules pour la bio-imagerie des maladies est un domaine scientifique passionnant et en évolution rapide, " déclare l'auteur de la recherche, le Dr Yiqing Lu du Centre d'excellence de l'ARC pour la biophotonique à l'échelle nanométrique (CNBP), Université Macquarie.
« Des nanoparticules spécialement conçues peuvent être placées dans des échantillons biologiques ou injectées dans des sites spécifiques du corps, puis « excitées » par la lumière introduite telle que celle d'un laser ou d'une fibre optique, " il dit.
« Des biomarqueurs de maladies ciblés par ces nanoparticules se révèlent alors, en émettant leurs propres signatures de longueur d'onde spécifiques qui peuvent être identifiées et imagées."
Cependant, une limitation majeure est qu'un seul biomarqueur de maladie à la fois peut être distingué et quantifié dans le corps en utilisant ce type de technique de détection.
« La détection de plusieurs biomarqueurs (appelés multiplexage) dans le corps a été un défi majeur pour les chercheurs, " dit le Dr Lu.
"L'environnement tissulaire est extrêmement complexe - plein d'éléments absorbant et diffusant la lumière tels que le sang, musculaire et cartilagineuse. Et introduire plusieurs nanoparticules sur un site, fonctionnant à plusieurs longueurs d'onde pour détecter plusieurs biomarqueurs, produit trop d'interférences. Il est donc extrêmement difficile de déterminer avec précision si une gamme de biomarqueurs de maladies sont présents. »
Ce que le Dr Lu et l'équipe de recherche ont fait pour résoudre ce problème a été de concevoir des nanoparticules innovantes qui émettent de la lumière à la même fréquence (lumière proche infrarouge) mais qui peuvent être codées pour émettre de la lumière pendant des périodes de temps définies (dans le plage de temps de la microseconde à la milliseconde).
"C'est la durée de l'émission lumineuse et la réaction du biomarqueur à cette quantité de lumière chronométrée (appelée durée de vie de luminescence) qui produit une signature moléculaire clairement identifiable, " il dit.
"De multiples biomarqueurs de maladies peuvent être clairement identifiés et imagés sur la base de cette approche car il n'y a pas de longueurs d'onde qui se chevauchent interférant avec la lecture."
"Cela permet une imagerie biomédicale optique à contraste élevé qui peut détecter plusieurs biomarqueurs de maladies en même temps." dit le Dr Lu.
Dans une percée passionnante dans les tests de laboratoire, les nanoparticules innovantes ont permis de détecter de multiples formes de tumeurs cancéreuses du sein chez la souris.
Dr Yiqing Lu Crédit :CNBP
« Nous sommes extrêmement enthousiastes à l'idée de savoir où ce travail nous mène, ", déclare le professeur Fan Zhang de l'Université de Fudan (Chine) et co-auteur principal de la publication de recherche.
« Nous avons réussi à détecter et à identifier des biomarqueurs clés pour un certain nombre de sous-types de cancer du sein. »
"Cette technique a le potentiel de fournir une méthode peu invasive pour déterminer si le cancer du sein est présent, ainsi que la forme de cancer du sein, sans avoir besoin de prélever des échantillons de tissus par biopsie."
"En fin de compte, nos nouvelles nanoparticules permettront une évaluation quantitative d'un large éventail de biomarqueurs de maladies et de cancers, tout à la fois. La technique pourra être utilisée pour le dépistage précoce de la maladie et potentiellement utilisée en thérapie intégrée, " dit le professeur Fan Zhang.
Professeur Jim Piper, Le responsable du nœud CNBP à l'Université Macquarie et également auteur de l'article est également optimiste quant aux résultats obtenus.
« Il s'agit d'une avancée majeure dans un effort à long terme de notre centre de l'Université Macquarie pour développer des techniques innovantes pour la détection simultanée de plusieurs marqueurs de maladies chez l'homme et l'animal, " il dit.
« Les prochaines étapes de notre collaboration de recherche consistent à affiner davantage les nanoparticules, d'examiner les problèmes liés au déploiement clinique de la technologie et d'explorer d'autres applications et domaines de maladie où cette technique pourrait être utilisée au mieux. »
Rapporté dans le journal Nature Nanotechnologie , l'équipe internationale de chercheurs impliqués dans l'étude est basée au Centre d'excellence de l'ARC pour la biophotonique à l'échelle nanométrique (CNBP), Université Macquarie et Université Fudan, Chine.
Notamment, le travail est une extension de la recherche précédente sur l'imagerie des nanoparticules entreprise par le Dr Lu à l'Université Macquarie qui a obtenu un brevet aux États-Unis et en Chine, et qui a déjà été licencié avec des partenaires commerciaux.
