La solution de la «combinaison» pour une nanomédecine sûre et efficace

Revêtir des nanoparticules avec des membranes naturelles pourrait ouvrir la voie à l’administration sûre et efficace de techniques médicales ciblées.

Santé

Les vésicules extracellulaires sont de minuscules particules – d’une taille comprise entre 50 et 1 000 nanomètres – que les cellules produisent pour communiquer entre elles. «On peut les considérer comme de minuscules colis envoyés entre les cellules, transportant des messages biologiques importants comme les protéines et le matériel génétique», explique Paolo Bergese, coordinateur du projet BOW, de l’Université de Brescia et du Centre pour la science des colloïdes et des surfaces, en Italie. «Ces vésicules jouent un rôle clé à la fois dans les fonctions saines de l’organisme et dans les processus pathologiques.»

Application des vésicules extracellulaires à la nanomédecine

Le projet BOW, financé par l’UE, s’est inspiré de ce monde des vésicules extracellulaires pour relever un défi majeur en nanomédecine. Les scientifiques s’intéressent de plus en plus à l’utilisation des nanoparticules à des fins médicales spécifiques, telles que l’administration de médicaments directement à des cellules spécifiques. Il faut toutefois s’assurer que ces nanoparticules ne sont pas rejetées par le système immunitaire de l’organisme. «Les nanoparticules synthétiques ont un grand potentiel en médecine, mais elles sont souvent confrontées à des problèmes tels que la toxicité», explique Paolo Bergese. «Notre idée était d’"habiller" ces nanoparticules d’une "combinaison" biologique faite de tissu de vésicules extracellulaires – à savoir la membrane qui entoure les vésicules extracellulaires – leur permettant de "surfer en toute sécurité dans la circulation sanguine" sans être attaquées ou éliminées trop rapidement.» Pour ce faire, les chercheurs ont d’abord produit et étudié des vésicules extracellulaires à partir de cellules humaines et d’algues. Ils ont ensuite créé des nanoparticules superparamagnétiques, qui réagissent exceptionnellement aux champs magnétiques et sont étudiées en vue d’utilisations cliniques en bio-imagerie et dans l’hyperthermie magnétique thérapeutique (un moyen de détruire les tumeurs sans intervention chirurgicale). Un dispositif microfluidique spécial a ensuite été mis au point pour envelopper ces nanoparticules dans des membranes de vésicules extracellulaires, créant ainsi des nanodispositifs hybrides. Les scientifiques ont testé ces nouvelles particules hybrides en laboratoire et sur des animaux afin d’évaluer leur sécurité et leur efficacité.

Revêtement de nanoparticules avec des membranes naturelles

Le projet a atteint plusieurs résultats positifs, y compris la production de nanoparticules hybrides avec une membrane biologique protectrice. Cette technique a démontré une toxicité réduite des nanoparticules. Le système microfluidique a également permis d’améliorer l’efficacité de la création de ces particules hybrides. «Nous avons démontré que ces hybrides pouvaient potentiellement être utilisés en médecine, notamment pour traiter des maladies pulmonaires telles que la fibrose pulmonaire», ajoute Paolo Bergese. «Nous avons également créé des outils pour étudier ces nanoparticules, ce qui rendra les recherches futures plus faciles et plus fiables.» L’objectif à long terme est désormais de parvenir à des traitements plus sûrs et plus efficaces des maladies en améliorant la manière dont les médicaments sont administrés dans l’organisme. «En revêtant les nanoparticules de membranes naturelles, nous pouvons les rendre plus biocompatibles, ce qui réduit les effets secondaires et augmente leur capacité à cibler les bonnes cellules», explique Paolo Bergese. «En outre, les progrès réalisés dans le cadre de ce projet pourraient contribuer au développement de meilleurs systèmes d’administration de médicaments dans d’autres domaines médicaux.»

Augmentation de la production de nanoparticules hybrides

Pour rapprocher cette technologie des applications réelles, les chercheurs doivent maintenant augmenter la production des nanoparticules hybrides afin de répondre aux normes industrielles. Des tests supplémentaires sont également nécessaires pour garantir la sécurité et l’efficacité chez l’être humain. L’équipe du projet a l’intention de continuer à travailler avec des partenaires industriels pour rendre la technologie commercialisable et, en définitive, la mettre à la disposition des patients. «Ce projet jette les bases d’un nouveau type de nanotechnologie qui mélange des nanoparticules biogènes et synthétiques», explique Paolo Bergese. «La réussite de ce projet renforce également le leadership européen en matière de recherche biomédicale, ce qui pourrait déboucher sur de nouvelles percées médicales et sur la croissance économique dans le domaine de la biotechnologie.»