Représentation schématique du mouvement de la particule ressemblant à une fleur alors qu'elle traverse un piège cellulaire pour délivrer des gènes thérapeutiques. Crédit :WSU
Des chercheurs de l'Université de l'État de Washington ont développé une nouvelle façon d'administrer des médicaments et des thérapies aux cellules à l'échelle nanométrique sans provoquer d'effets toxiques qui ont entravé d'autres efforts de ce type.
Le travail pourrait un jour conduire à des thérapies et des diagnostics plus efficaces pour le cancer et d'autres maladies.
Dirigé par Yuehe Lin, professeur à l'École de génie mécanique et des matériaux de la WSU, et Chunlong Chen, scientifique principal au Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) du ministère de l'Énergie, l'équipe de recherche a développé des matériaux d'inspiration biologique à l'échelle nanométrique qui ont été capables de fournir efficacement des gènes thérapeutiques modèles dans les cellules tumorales. Ils ont publié leurs résultats dans la revue, Petit .
Les chercheurs travaillent au développement de nanomatériaux capables de transporter efficacement des gènes thérapeutiques directement dans les cellules pour le traitement de maladies telles que le cancer. Les problèmes clés pour la livraison de gènes à l'aide de nanomatériaux sont leur faible efficacité de livraison de médicaments et leur toxicité potentielle.
« Développer les nanotechnologies à des fins médicales, la première chose à considérer est la toxicité—C'est la première préoccupation des médecins, " dit Lin.
La particule en forme de fleur que l'équipe WSU et PNNL a développée mesure environ 150 nanomètres, ou environ mille fois plus petit que la largeur d'un morceau de papier. Il est fait de feuilles de peptoïdes, qui sont similaires aux peptides naturels qui composent les protéines. Les peptoïdes constituent une bonne particule d'administration de médicament car ils sont assez faciles à synthétiser et, parce qu'ils sont similaires aux matériaux biologiques naturels, fonctionnent bien dans les systèmes biologiques.
Les chercheurs ont ajouté des sondes fluorescentes dans leurs nanofleurs peptoïdes, afin qu'ils puissent les retrouver alors qu'ils se frayaient un chemin à travers les cellules, et ils ont ajouté l'élément fluor, ce qui a aidé les nanofleurs à s'échapper plus facilement des pièges cellulaires délicats qui entravent souvent l'administration de médicaments.
Les particules ressemblant à des fleurs chargées de gènes thérapeutiques ont pu se frayer un chemin en douceur hors du piège cellulaire prédit, entrer au coeur de la cellule, et y libèrent leur drogue.
"Les nanofleurs se sont échappées avec succès et rapidement (le piège cellulaire) et ont présenté une cytotoxicité minimale, " dit Lin.
Après leurs tests initiaux avec des molécules médicamenteuses modèles, les chercheurs espèrent mener d'autres études en utilisant de vrais médicaments.
"Cela nous ouvre une nouvelle voie pour développer des nanocargos capables de délivrer efficacement des molécules médicamenteuses dans la cellule et offre de nouvelles opportunités pour les thérapies géniques ciblées, " il a dit.
L'équipe WSU et PNNL ont déposé une demande de brevet pour la nouvelle technologie, et ils recherchent des partenaires industriels pour un développement ultérieur.