Des chercheurs de l'Institute of Process Engineering (IPE) de l'Académie chinoise des sciences et de l'Université Tsinghua (THU) rapportent une superstructure en sandwich pour l'oxyde de graphène (GO) qui se transporte à travers les membranes cellulaires. La découverte, Publié dans Avancées scientifiques , ouvre un mode d'administration de médicament spécifique à la membrane, ce qui pourrait améliorer considérablement les effets de cytotoxicité par rapport aux transporteurs de médicaments traditionnels.

Le transport des nanoparticules aux interfaces bio-nano est essentiel pour les réponses cellulaires et les applications biomédicales. Comment les nanomatériaux bidimensionnels interagissent ou diffusent à l'intérieur de la membrane cellulaire est inconnu, entravant ainsi leurs applications dans le domaine biomédical.

"La membrane de graphène en sandwich est une superstructure simulée depuis longtemps, mais un problème non prouvé in vitro. Nous sommes ravis de fournir des preuves expérimentales substantielles et d'ouvrir une voie pour l'administration de nouveaux médicaments spécifiques à la membrane, " dit Wei Wei, un professeur du State Key Laboratory of Biochemical Engineering de l'IPE.

Le processus de formation de GO pris en sandwich a été visualisé dans un état entièrement hydraté/natif, et l'influence significative sur la rugosité des cellules, la fluidité cellulaire et la rigidité membranaire ont également été révélées.

Par ailleurs, le GO pris en sandwich a induit une plus grande entrée de médicament et un temps de diffusion plus rapide à l'intérieur de la couche lipidique de la membrane, surpassant ainsi un transporteur de liposomes typique en termes d'efficacité anticancéreuse. Cette caractéristique est également extrêmement bénéfique lors de l'administration d'adjuvants vaccinaux (par exemple, ligands des récepteurs membranaires) pour un effet immunitaire renforcé, selon Wei.

Toutes les interactions cellulaires, la dynamique de diffusion et l'efficacité accrue de l'administration de médicaments spécifiques à la membrane de GO en sandwich ont été simulées par le professeur Yan Litang de THU.

"C'est une très belle étude des superstructures graphène-membrane. Elle révèle différents régimes de transport, la présence de pores et un certain nombre d'autres caractéristiques potentiellement intéressantes liées à ces systèmes, " ont déclaré les pairs évaluateurs de Avancées scientifiques . "De plus, ils démontrent l'applicabilité des GO pour l'administration de médicaments. Globalement, le papier est très opportun et raconte une bonne histoire."

La superstructure en sandwich à base de GO offre d'immenses capacités de conception qui peuvent permettre un nombre considérable d'applications pour ces nanomatériaux émergents dans les domaines de pointe de la science biologique et médicale.