Dipanjan Pan, professeur de chimie, biochimique, et génie de l'environnement à l'UMBC, et ses collaborateurs ont publié une étude fondamentale en Communication Nature qui démontre pour la première fois une méthode de biosynthèse de nanoparticules d'or plasmoniques au sein de cellules cancéreuses, sans avoir besoin de méthodes conventionnelles de laboratoire de paillasse. Il a le potentiel d'étendre notamment les applications biomédicales.

La synthèse conventionnelle en laboratoire de nanoparticules d'or nécessite des précurseurs ioniques et des agents réducteurs soumis à des conditions de réaction variables telles que la température, pH, et le temps. Cela conduit à une variation de la taille des nanoparticules, morphologie et fonctionnalités directement corrélées à leur internalisation dans les cellules, leur temps de séjour in vivo, et dédouanement. Afin d'éviter ces incertitudes, ce travail démontre que la biosynthèse des nanoparticules d'or peut être réalisée efficacement directement dans des cellules humaines sans nécessiter de méthodes de laboratoire conventionnelles.

Les chercheurs ont examiné comment diverses cellules cancéreuses ont réagi à l'introduction d'acide chloraurique dans leur microenvironnement cellulaire en formant des nanoparticules d'or. Ces nanoparticules générées au sein de la cellule peuvent potentiellement être utilisées pour diverses applications biomédicales, y compris en imagerie aux rayons X et en thérapie en détruisant les tissus ou cellules anormaux.

Dans le journal, Pan et son équipe décrivent leur nouvelle méthode de production de ces nanoparticules d'or plasmoniques dans les cellules en quelques minutes, dans le noyau d'une cellule, utilisant le polyéthylène glycol comme vecteur de livraison pour l'or ionique. "Nous avons développé un système unique où les nanoparticules d'or sont réduites par des biomolécules cellulaires et celles-ci sont capables de conserver leur fonctionnalité, y compris la capacité de guider le cluster restant vers le noyau, " dit Pan.

Ils ont également travaillé pour démontrer davantage le potentiel biomédical de cette approche en induisant une biosynthèse in situ de nanoparticules d'or dans une tumeur de souris, suivi d'une remédiation photothermique de la tumeur. Pan explique que l'étude sur la souris a illustré comment "la formation intracellulaire et la migration nucléaire de ces nanoparticules d'or présentent une approche très prometteuse pour l'application de délivrance de médicaments".

« L'or est l'élément noble par excellence qui a été utilisé dans les applications biomédicales depuis sa première synthèse colloïdale il y a plus de trois siècles, " Notes de Pan. " Pour apprécier son potentiel d'application clinique, cependant, la recherche la plus difficile qui nous attend sera de trouver de nouvelles méthodes de production de ces particules avec une reproductibilité sans compromis avec des fonctionnalités qui peuvent favoriser une liaison cellulaire efficace, autorisation, et la biocompatibilité et d'évaluer leurs effets à long terme sur la santé humaine. Cette nouvelle étude est une petite mais importante étape vers cet objectif global. »