Nanomédecine - L’infiniment petit au service de la médecine de demain

NanomédecineL’infiniment petit au service de la médecine de demain

28.12.2010

Les nanoparticules font l’objet de multiples recherches dans le domaine médical, suscitant de réels espoirs tant sur le plan thérapeutique que diagnostique. Dangers supposés pour notre santé, les nanotechnologies s’annoncent donc aussi comme de véritables moteurs de progrès en médecine… Entre innovations et questions éthiques, gros plan sur la nanomédecine.

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    L’infiniment petit au service de la médecine de demain

Manipuler la matière atome par atome… Depuis une vingtaine d’années, l’homme s’est donné les moyens, grâce aux nanotechnologies, d’explorer et de manipuler les constituants élémentaires de la matière à une échelle de plus en plus réduite, allant aujourd’hui jusqu'au nanomètre (soit 10-9m). Ces possibilités ont ouvert la voie à la création « de novo » de multiples nanoparticules aux propriétés physiques, chimiques et biologiques inédites. Leur utilisation dans le domaine médical a conduit à la naissance de la nanomédecine. Médicaments intelligents, laboratoires miniaturisés ou encore nanoprothèse sont quelques-unes des promesses de cette médecine de l’infiniment petit.

Nanomédicaments : de la fiction à la réalité

?Le transport ciblé de molécules thérapeutiques vers l’organe, le tissu ou la cellule malade constitue depuis longtemps un enjeu majeur pour le traitement de certaines pathologies, notamment infectieuses, cancéreuses ou d’origine génétique. Dès le début du vingtième siècle, le savant Paul Ehrlich aspirait au « magic bullet », sorte de petite capsule susceptible d’acheminer un médicament de manière spécifique vers son site d’action sans effets collatéraux. Près de cent ans plus tard, le rêve est en passe de devenir réalité grâce aux nanotechnologies qui ont permis de développer le concept de vectorisation des médicaments. L’idée consiste à enfermer le principe actif dans un transporteur biodégradable de très petite taille (ou nanovecteurs) à même de protéger la molécule de la dégradation enzymatique, d’en favoriser le passage à travers les barrières biologiques et d’en contrôler la libération dans le temps et dans l’espace. Avec, à la clé, une diminution de la toxicité systémique des médicaments et une efficacité accrue au niveau de l’organe cible.

Déjà, plusieurs nanomédicaments ainsi conçus ont vu le jour pour le traitement de certains cancers ou infections. Les plus « anciens » utilisent des nanovecteurs de première génération (liposomes, polymères, etc.) dont la surface n’a pas été modifiée. Ceux-ci sont très vite reconnus par le système immunitaire (opsonisation) et dégradés au niveau du foie ce qui en fait de bons candidats pour le traitement de certaines pathologies hépatiques. L’équipe du Pr Patrick Couvreur, (université Paris XI/CNRS) a montré, par exemple, que l’administration de doxorubicine sous forme de nanoparticules permettait de traiter de manière efficace certains hépatocarcinomes chimiorésistants. En revanche, compte tenu des phénomènes d’opsonisation, l’utilisation de ces nanovecteurs de première génération pour d’autres localisations reste limitée.

Biomissiles à têtes chercheuses

Une deuxième génération de nanovecteurs, dits furtifs parce que recouverts de polyethylène glycol (PEG) les rendant invisibles pour le système immunitaire, a permis d’élargir le champ d’action des nanomédicaments. Persistant beaucoup plus longtemps dans le compartiment sanguin, ces nanovecteurs peuvent atteindre d’autres organes que le foie et traiter d’autres pathologies comme certaines maladies dégénératives cérébrales.

Aujourd’hui, l’heure est au nanovecteur de troisième génération. Equipés de véritables « têtes chercheuses » (anticorps, peptides, sucres, acide folique) ces nanotransporteurs sont capables de reconnaître de manière sélective des antigènes ou des récepteurs surexprimés à la surface des cellules cibles. Une fois sur site, ils relarguent leur cargaison de médicaments sous l’impulsion de facteurs biochimiques propres à la cible (pH, par exemple). En y intégrant des nanoparticules métalliques, certaines équipes ont aussi permis de contrôler la libération du principe actif de l’extérieur par des ultrasons ou par chauffage (radiofréquence). Bien que plus futuriste, l’apport des nanovecteurs pour le transport des acides nucléiques et la régulation des gènes est également un domaine d’investigation en plein essor.

À la recherche des fonctionnalités perdues

Autre domaine thérapeutique pour lequel les nanotechnologies devraient permettre de réelles avancées: celui de la médecine régénérative.

En neurologie, par exemple, la mise au point de neuroprothèse permettant de suppléer un déficit moteur ou sensitif se heurte actuellement aux difficultés rencontrées pour recueillir et répercuter le signal électrique de manière fiable, spécifique et durable. La fabrication d’électrodes biocompatibles en nanodiamant et leur miniaturisation à l’échelle du neurone, voire plus, devrait permettre d’affiner la récupération du signal électrique et sa transmission en aval. À terme, grâce à ces possibilités, les chercheurs n’excluent pas la mise au point de neuroprothèses capables de restaurer une connexion nerveuse rompue suite à un accident ou une maladie. Déjà, l’utilisation de ces nanoélectrodes chez quelques patients japonais a permis de mobiliser par la pensée un membre artificiel. Elles pourraient aussi permettre d’optimiser les techniques de stimulation cérébrale profonde mises au point depuis quelques années pour le traitement de la maladie de Parkinson, de la dépression ou de l’épilepsie.

Toujours dans le champ de la médecine régénérative, certains nanomatériaux comme les nanotubes de carbone pourraient aussi être utilisés pour aider l’organisme à réparer ou reconstruire des tissus lésés, jouant à la fois le rôle substrats de croissance et de treillis pour la croissance cellulaire. Des applications cliniques sont déjà engagées pour la régénération de la peau des grands brûlés, de l’os ou du cartilage…

Laboratoires de poches

Enfin, les nanotechnologies ont aussi leur carte à jouer dans l’amélioration des méthodes diagnostiques, de la miniaturisation des différentes étapes d’analyse d’un laboratoire traditionnel sur une simple nanopuce, à l’optimisation de l’imagerie existante comme l’IRM grâce à de nouveaux nanomarqueurs.

Sources : Colloque «Nanotechnologies, quand le minuscule nous bouscule», Université de Versailles-St Quentin (Paris, 15 et 16 avril 2010).

«Nanotechnologies et Santé?», dossier Sagascience du CNRS.

«Nanosciences et médecine», Bull. Acad. Natle Méd, 2008, Tome 192, Juin-Juillet, No 6, p. 1253 : 1260.

Dossier réalisé par Bénédicte Gatin
Source : Legeneraliste.fr
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