Pour Fernando Herranz* (SCCI) et Mar Gulis
Un ami à moi [Albert R. Hibbs] a commenté, bien que ce soit une idée folle, à quel point ce serait intéressant en chirurgie si le patient pouvait avaler le chirurgien. Vous mettez le chirurgien mécanique dans les vaisseaux sanguins et il va au cœur en “regardant” autour […]. Cette machine trouve quelle vanne est défectueuse, sort le couteau et le coupe. D’autres machines pourraient être incorporées en permanence dans le corps pour aider au fonctionnement d’un organe défectueux..
Ceci est un extrait du célèbre discours que le physicien théoricien Richard Feynmann Il a donné en 1959 lors de la réunion annuelle de l’American Physics Society. Dans cette intervention, considérée comme à l’origine de la nanotechnologie, le scientifique et son collègue Hibbs ont anticipé de nombreux concepts et développements qui sont aujourd’hui une réalité, comme l’utilisation des nanomatériaux pour améliorer le diagnostic et le traitement des pathologies.
Trente ans après l’exposé de Feynman, dans les années 1990, la recherche en nanomédecine a commencé à se développer systématiquement et, à partir de l’an 2000, a connu une véritable explosion. Après un peu plus de deux décennies, la communauté scientifique a généré une catalogue de nanomatériaux aux applications pour des problèmes biomédicaux aussi large que surprenant. Les tests pour détecter des maladies comme le COVID-19 à la maison, ou les messagers efficaces qui, dans notre corps, délivrent un médicament en temps et en forme là où il est nécessaire, ou encore des traitements pour certaines pathologies ne sont que quelques-unes des nombreuses réalisations des nanotechnologies. appliquée à la médecine.
Les nanomatériaux les plus couramment utilisés dans les kits pour COVID-19 sont les nanoparticules d’or. / Jernej Furman
La chose la plus importante à propos d’un nanomatériau est la taille car, selon qu’il augmente ou diminue, ses propriétés optiques, magnétiques ou électriques, entre autres, peuvent être complètement différentes. Par exemple, il est possible d’obtenir toute une gamme de couleurs fluorescentes avec le même matériau, de composition chimique identique, ne variant que sa taille. Parfois, une infime différence d’un nanomètre provoque une modification de la lumière émise par le nanomatériau. Les applications d’une telle propriété sont énormes dans des domaines tels que le diagnostic d’une maladie.
La nanomédecine pour savoir ce qui nous arrive
L’une des applications les plus importantes des nanoparticules est test diagnostique. En cas de diagnostic in vitrolorsque l’échantillon quitte le patient et est appliqué à un système d’analyse, les nanomatériaux les plus utilisés sont nanoparticules d’orprésent à la fois dans les tests de grossesse et dans les kits populaires pour COVID-19.
En fait, grâce aux nanomatériaux, plusieurs versions de kits ont été obtenues en un temps record pendant la pandémie assez sensible et avec de faibles coûts de production. Et aujourd’hui, vous pouvez déjà acheter des tests qui utilisent des nanoparticules d’or et qui, en une seule mesure, peuvent détecter le présence du SRAS-CoV2 et les virus de la grippe A et de la grippe B.
Lorsque vous souhaitez étudier l’intérieur du patient pour passer un test en direct est utilisé le image moléculaire. Différentes techniques sont utilisées pour effectuer ces tests, comme l’imagerie par résonance magnétique (IRM) ou la tomographie par émission de positrons (TEP). La liste des avantages potentiels des nanoparticules dans ce domaine est très longue, car pour chaque modalité d’imagerie, il existe au moins un type de nanoparticule qui peut être conçu avec une taille “à la carte” et ainsi améliorer le diagnostic, ou réduire la toxicité des substances injectées au patient. Il existe des matériaux qui fonctionnent directement comme un code-barres à base de nanoparticules, puisque chaque maladie correspond à un profil de fluorescence unique.
Nanoparticules d’or de différentes couleurs en raison de leurs différentes tailles. / Fernando Herranz
Transporteurs de médicaments et nanoparticules thérapeutiques
Depuis l’origine de la nanomédecine, les nanoparticules ont été utilisées comme systèmes d’administration de médicaments. La même chose se produit ici que dans d’autres domaines : la variabilité des nanomatériaux est énorme. Sa mission est d’améliorer les performances en direct, l’innocuité ou la stabilité d’un ingrédient pharmaceutique actif. Pour remplir cette fonction, la nanomédecine a déjà une présence notable en oncologie et en hématologie. Et après le succès du vaccins du COVID-19, ceux des ARNm (ARN messager) sont également en forte croissance.
Jusqu’à présent, la nanomédecine a permis de détecter une pathologie plus rapidement et avec plus de précision et a servi de support fondamental à la libération de médicaments en nous. Mais, Et si les nanoparticules pouvaient aussi nous guérir ? Et s’ils avaient un effet thérapeutique ? Ce n’est pas de la science fiction. Certaines nanoparticules sont déjà en essai clinique pour de nouveaux traitements anticancéreux. Dans cette ligne, il existe une technique appelée hyperthermie magnétique qui essaie de tuer les cellules cancéreuses en appliquant de la chaleur. Afin de garantir que cela atteigne principalement les cellules cancéreuses et non les cellules saines, des nanoparticules magnétiques sont utilisées, principalement de l’oxyde de fer. Si nous plaçons des nanoparticules magnétiques à l’intérieur d’un champ magnétique, elles s’aligneront dans la direction dudit champ. Si nous changeons maintenant de direction, les nanoparticules tourneront avec elle. Si ce virage est fait continuellement et rapidement, en utilisant un champ magnétique alternatif, le spin va générer de la chaleur dans la zone où les nanoparticules sont accumulées. Ce type de traitement semble prometteur pour le cancer du pancréas (des essais sont déjà en cours en Espagne) et pourrait également être efficace dans le cancer de la prostate.
Le flux d’articles scientifiques et d’applications médicales ne cesse de croître, l’avenir dans ce domaine est donc de bon augure. Les droit pour la communauté scientifique experte en nanomatériaux résider dans aller de pair avec les professionnels cliniques. Il faut aussi promouvoir la simplicité des nanomatériaux, car souvent ceux d’entre nous qui travaillent en chimie, tentés de démontrer la complexité que ces matériaux peuvent atteindre, construisent des systèmes avec beaucoup plus de composants que nécessaire, et cela peut être une pierre d’achoppement pour les agences évaluant de nouveaux médicaments.
* Fernando Herranz Il est chercheur au CSIC dans le Institut de chimie médicale (IQM-CSIC) et auteur du livre Nanomédecine (CSIC-Cascade).
