Les progrès de la nanotechnologie ont permis de fabriquer des structures à partir d'ADN pour une utilisation dans des applications biomédicales telles que l'administration de médicaments ou la création de vaccins, mais de nouvelles recherches sur des souris étudient la sécurité de la technologie.

En utilisant une technique appelée DNA Origami (DO) - un processus qui consiste à plier des brins complémentaires d'ADN en doubles hélices encore et encore - les scientifiques peuvent construire une variété de minuscules dispositifs aux formes complexes qui pourraient être injectés dans le corps pour administrer des médicaments ou effectuer autres tâches. Mais parce que cette technologie est encore relativement nouvelle, les scientifiques sont divisés sur la question de savoir si les nanostructures pourraient provoquer des réponses immunitaires dangereuses ou être toxiques d'autres manières dans les systèmes animaux.

Maintenant, une équipe de chercheurs de l'Ohio State University a fait un premier pas vers la réponse à cette question. L'étude, publiée dans la revue Small , ont découvert que même si de grandes quantités de ces dispositifs à ADN peuvent provoquer une légère réponse immunitaire, elles ne sont pas suffisamment marquées pour être dangereuses. Leurs résultats suggèrent également que différentes formes peuvent être plus propices à différentes applications thérapeutiques.

"L'ADN est incroyable en termes de construction et de capacité à être manipulé et conçu pour former des nano-robots de manière très coordonnée", a déclaré Christopher Lucas, auteur principal de l'étude et chercheur en génie mécanique et aérospatial à l'Ohio State. . "Nous pensons que cette technologie, qui a un potentiel incroyable, peut être utilisée pour diagnostiquer, traiter et prévenir les maladies."

Pour tester si cela peut être fait en toute sécurité, l'équipe de Lucas a utilisé des souris pour comparer la biodistribution et la toxicité de deux nanostructures distinctes :un triangle 2D monocouche plat appelé "Tri" et une structure en forme de tige 3D qui a reçu le surnom " Cheval." Sur une période de 10 jours, environ 60 souris femelles ont reçu en continu des injections IV des deux structures DO. Mais pour vraiment tester la sécurité, les chercheurs ont dosé à plusieurs reprises les souris à une concentration 10 fois supérieure à celle des études précédentes.

Les chercheurs ont vu que Tri et Horse créaient des réponses inflammatoires dépendantes de la forme, mais comme la réponse diminuait avec le temps, ils ont montré que la réaction immunitaire était relativement inoffensive à long terme. "C'était une réponse immunitaire modeste, mais ce n'était pas toxique pour les animaux", a déclaré Lucas. "Comprendre cela était vraiment essentiel alors que nous nous dirigeons vers le développement préclinique et que nous préparons la technologie pour les applications d'administration de médicaments."

À la fin de l'expérience, l'équipe a également collecté et imagé tous les principaux organes, le sang et l'urine des souris pour suivre la distribution finale de l'appareil dans tout le corps. Les résultats ont montré que les deux types de nanostructures étaient intériorisées par une variété de cellules immunitaires, mais la quantité d'OD restante différait en raison de leurs concentrations d'origine et de la durée de leur imprégnation dans le corps. Parce qu'elles sont biocompatibles, les nanostructures nettoient également le corps assez rapidement, a déclaré Lucas. Et c'est une bonne chose, surtout si les scientifiques veulent s'assurer que ces appareils pourraient être utilisés pour cibler uniquement les cellules malades.

Mais il est difficile de prédire les défis que d'autres types de nanostructures pourraient rencontrer à l'intérieur d'un corps humain ou animal.

"Une fois que vous mettez les choses dans un système biologique, il y a tellement de variabilité à prendre en compte", a déclaré le co-auteur de l'étude, Carlos Castro, professeur de génie mécanique et aérospatial.

Quant à la suite, puisqu'ils ont montré que la technologie n'est pas toxique pour les souris, l'équipe souhaite commencer à charger les appareils avec des médicaments de chimiothérapie et commencer à apprendre à utiliser les appareils pour cibler efficacement les cellules cancéreuses chez les animaux. "Nous ne faisons qu'effleurer la surface", a déclaré Castro. "Nous révélons un tout nouvel ensemble de questions intéressantes que nous pouvons approfondir." + Explorer plus loin

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