Des nanoparticules multi-fonctionnelles

Les quantum dots ont des proprietes optiques interessantes pouvant etre utilisees dans de nombreuses applications, comme l’etude de l’expression genique, diagnostic medical, etc. Une equipe de chercheurs de NUS dirigee par le Professeur Zhang Yong, de la Division de bio-ingenierie, travaille sur le developpement d’un polymere de nanoparticules contenant des quantum dots qui peuvent exercer des fonctions differentes simultanement. Ces nanoparticules auront des fonctions de diagnostic avancees, et pourront egalement delivrer des solutions medicamenteuses ou des genes vers des cellules et tissus cibles. Les quantum dot sont photo-chimiquement stables, et ont une fluorescence plus intense et plus longue que les teintures organiques. Le probleme reste de modifier leur surface ou les encapsuler dans des biopolymeres afin de les rendre solubles dans l’eau, biocompatibles chimiquement stables avant de pouvoir les utiliser dans des applications biologiques. Le D^r Zhang et son equipe sont en train d’elaborer des polymeres de nanoparticules contenant ces quantum dots. De plus, les quantum dots peuvent etre toxiques et dangereux si on ne modifie pas leur surface.
L’equipe de NUS a donc invente une nouvelle methode d’encapsulation des quantum dots, qui offre une extreme stabilite et bonne biocompatibilite. Ils ont egalement combine des quantum dots de couleurs differentes dans une meme nanoparticule, permettant ainsi d’identifier differentes proteines ou molecules en une seule observation.
L’utilisation des ces quantum dots pour la detection des biomolecules et cellules est limitee par le fait que les ondes lumineuses (infra-rouge ou
visible) emises ne peuvent traverser des couches epaisses de tissu. Leur utilisation est donc limitee aux zones situees pres de la surface du corps, c’est-a-dire sous la peau ou dans les petits animaux.
L’IRM (Imagerie a Resonance Magnetique) est une bonne methode pour l’etude des humains et gros animaux. On peut envisager d’inserer dans les nanoparticules des agents magnetiques comme le gadolinium ou oxyde de fer afin de pratiquer des IRM. Le traitement du cancer peut egalement beneficier de ces avancees technologiques, et le Docteur et son equipe envisagent la possibilite de chauffer les nanoparticules et les cellules cancereuses en appliquant un champ magnetique externe afin d’induire la destruction de celles-ci. Le probleme principal est la reconnaissance des nanoparticules par les cellules cancereuses, afin que les cellules saines en soient pas detruites lors de l’exposition au champ magnetique.
L’equipe a maintenant synthetise des nanoparticules aux fonctions multiples.
La substance responsable de cet exploit est « Chitosan », compose derive de coquille de crabe. Cette substance offre une delivrance de drogues excellente, a des proprietes interessantes pour l’ingenierie tissulaire, et est bio-compatible. Chitosan permet la realisation de ces nanoparticules sans trop de difficultes. Les nanoparticules obtenues ont une taille suffisamment reduite pour permettre aux chercheurs de mener des etudes intra-cellulaires, et la resolution offerte a l’imagerie est haute.
Ces nanoparticules presentent une stabilite chimique de plus de 150 heures en solution tampon, detail important connaissant les delais necessaires a la nanoparticule pour que, une fois injectee dans le corps, elle rejoigne sa cible. Autrement cela pourrait induire des problemes dans le systeme immunitaire.
Grace a ces nanoparticules, l’equipe travaille maintenant avec le departement de chirurgie a l’etude du comportament des myoblastes dans le coeur. Les myoblastes reparent les cellules et tissus du coeur, aussi la comprehension de leur mecanisme de fonctionnement est primordiale si l’on veut mettre au point de nouveaux moyens pour lutter contre les problemes cardiaques.
Cette avancee technologique offre donc de nombreuses perspectives dans le domaine biomedical, aussi bien en ce qui concerne l’imagerie et le diagnostic que le traitement des maladies.

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