Les nanomètres sont un milliardième de mètre, une métrique généralement utilisée pour mesurer des molécules et des blocs de construction scientifiques non visibles à l'œil humain. Les matériaux de plusieurs dizaines et/ou centaines de nanomètres de diamètre ont des propriétés uniques, et ont donc été largement utilisés dans le diagnostic et le traitement de diverses maladies humaines. L'un des principaux défis liés à l'utilisation de ces matériaux nanométriques est de savoir comment les introduire dans les cellules et atteindre leurs sites d'action.

Les méthodes traditionnelles consistent à les lier à de courts fragments de protéines appelés peptides, qui sont des composants structurels des cellules et des tissus, les hormones, toxines, antibiotiques et enzymes. Ces peptides, en interagissant avec les cellules, conduira le nanomatériau dans les cellules. L'impact de ces interactions sur d'autres activités cellulaires reste mal compris, De plus, ce couplage peptidique introduit une complexité supplémentaire dans la fabrication de nanomatériaux, et peuvent également modifier leurs fonctionnalités.

Dans une étude publiée dans Communication Nature , Des chercheurs de l'Université du Minnesota ont découvert un nouveau processus cellulaire qui peut engloutir un nanomatériau sans fonctionnalisation directe du peptide, et son activité est régulée par la cystéine entourant les cellules. L'équipe de recherche a qualifié ce processus cellulaire d'absorption des NP spectateurs d'« absorption par le spectateur ».

"En mélangeant simplement deux types de matériaux nanométriques, nous découvrons un nouveau processus cellulaire qui offre une solution facile pour l'entrée de nanomatériaux dans les cellules, " dit Hongbo Pang, auteur correspondant, professeur adjoint au Collège de pharmacie et membre du Masonic Cancer Center. "De plus, il ouvre une nouvelle voie de la biologie cellulaire qui interconnecte plusieurs éléments fondamentaux des cellules vivantes. Une meilleure compréhension de ce processus contribuera à la fois au développement de la biologie cellulaire et de la nanotechnologie. »

L'étude a révélé les propriétés uniques suivantes :

• l'absorption indirecte ne permet aux cellules d'engloutir des matériaux de taille nanométrique, mais pas d'autres substances entourant les cellules (par exemple les fluides);
• l'activité de cette absorption par les spectateurs est stimulée par l'existence d'un des 20 acides aminés naturels, Cystéine, entourant les cellules.

Ces phénomènes ont été validés avec une grande variété de cellules, nanoparticules (alias nanomatériaux), et dans diverses conditions physiologiques.

Les résultats de l'étude comprenaient :

• co-administration avec TAT-NP, une fusion de peptide et de nanomatériau, permet aux cellules d'engloutir des matériaux de taille nanométrique de manière indirecte ;
• cette prise de proximité est spécifique au nanomatériau, mais pas d'autres substances entourant les cellules;
• la cystéine dans le milieu de culture cellulaire stimule considérablement l'activité de cette absorption indirecte.