Des scientifiques de l'Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech) ont conçu un protocole respectueux de l'environnement pour synthétiser des nanoparticules d'or avec une morphologie optimisée pour l'absorption de la lumière proche infrarouge à l'aide d'une biomolécule appelée peptide B3. Dans leur papier, ils rapportent la synthèse de nanoplaques d'or triangulaires et circulaires et leur efficacité à tuer les cellules cancéreuses en convertissant la lumière absorbée en chaleur, fournissant des informations utiles pour le développement d'une thérapie anticancéreuse non invasive.

En cancérologie, l'efficacité d'une approche est déterminée par sa capacité à préserver les cellules non cancéreuses. Tout simplement, plus les dommages collatéraux sont élevés, plus les effets secondaires d'une thérapie sont importants. Une situation idéale est celle où seules les cellules cancéreuses peuvent être ciblées et détruites. À cet égard, la thérapie photothermique - une approche dans laquelle les cellules cancéreuses infusées de nanoparticules d'or peuvent être chauffées et détruites à l'aide de la lumière proche infrarouge (NIR) qui est fortement absorbée par les nanoparticules d'or - est devenue une stratégie prometteuse en raison de sa nature peu invasive.

« Parce que la lumière NIR est capable de pénétrer les tissus biologiques, il peut illuminer les nanoparticules d'or dans le corps et les transformer en agents chauffants cellulaires de taille nanométrique, " explique le professeur Masayoshi Tanaka du Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Japon, qui recherche des nanomatériaux pour des applications biomédicales.

En particulier, les nanoplaques d'or (AuNPls) sont extrêmement attrayantes en tant qu'agents thérapeutiques photothermiques en raison de leur absorption efficace de la lumière NIR. Cependant, la synthèse de ces nanoparticules nécessite des réactifs agressifs et des conditions hautement toxiques, rendant le processus dangereux. Dans une nouvelle étude, Le professeur Tanaka et ses collaborateurs du Royaume-Uni (Université de Leeds) et de Corée (Université de Chung-Ang) ont maintenant abordé cette question en développant un protocole plus sûr et plus respectueux de l'environnement pour la synthèse AuNPl, dont les résultats sont publiés dans ACTA Biomatériaux .

L'équipe s'est inspirée d'un processus appelé « biominéralisation » qui utilise des biomolécules pour générer des nanoparticules métalliques avec des structures accordables. "Les peptides, ou de courtes chaînes d'acides aminés, sont des candidats particulièrement intéressants à cet effet en raison de leur taille et de leur stabilité relativement petites. Cependant, leur utilisation pour produire des nanoparticules d'Au avec des structures optimisées pour une absorption NIR efficace n'a pas encore été rapportée, " dit le Pr Tanaka.

Motivées, l'équipe a commencé par identifier des peptides adaptés à la minéralisation des AuNPls et, après avoir sélectionné plus de 100 peptides, a décidé d'examiner le potentiel d'un peptide nommé B3 pour synthétiser AuNPls avec une structure contrôlable qui peut servir d'agents de conversion photothermique.

Dans un processus appelé "synthèse en un seul pot, " l'équipe a mélangé un sel d'or, HAuCl4, avec le peptide B3 et ses dérivés à diverses concentrations dans une solution tampon (une solution aqueuse résistante aux changements de pH) à pH neutre et synthétisé AuNPls triangulaire et circulaire avec différents niveaux d'absorption NIR en fonction de la concentration du peptide.

L'équipe a ensuite testé l'effet des AuNPls sur des cellules cancéreuses en culture dans des conditions irradiées et a découvert qu'elles présentaient les effets thérapeutiques souhaités. Par ailleurs, sur la caractérisation du peptide à l'aide de dérivés B3, ils ont découvert qu'un acide aminé appelé histidine régissait la structure des AuNPl.

"Ces résultats fournissent non seulement une méthode synthétique simple et écologique pour AuNPls, mais également un aperçu de la régulation de la synthèse de nanoparticules à base de peptides, " commente avec enthousiasme le professeur Tanaka. "Cela pourrait ouvrir la porte à de nouvelles techniques de synthèse non toxique d'agents thérapeutiques à base de nanoparticules."

En effet, nous aurions peut-être trouvé de l'or avec des nanoparticules d'or !