Pour qu’un médicament soit libéré dans une cellule spécifique, par exemple une cellule cancéreuse, plusieurs techniques existent. Grâce à un véhicule (une nanoparticule ou une capsule), la molécule peut être transportée vers sa cible et s’y attacher. Il faut ensuite attendre que la cellule fusionne avec le véhicule pour que le médicament atteigne enfin sa cible. Le processus n’est pas très efficace.

Une autre consiste à ouvrir une brèche dans les cellules ciblées, en bombardant la zone « malade » avec des particules, ou en les perforant grâce à l’électricité ou à des composés chimiques. Les médicaments peuvent ensuite pénétrer dans les cellules « ouvertes », et uniquement celles-là. Mais cette technique est peu spécifique, car elle touche aussi des cellules saines.

Des chercheurs des universités de Rice et de North Carolina State (États-Unis) ont imaginé une technique similaire, mais plus spécifique, plus efficace… et plus séduisante ! Elle consiste à utiliser, pour ouvrir les cellules, des nano-machines, 50 000 fois plus petites qu’un cheveu. Celles-ci peuvent être conçues pour cibler une cellule en particulier. Une fois fixées à leur destination, grâce à une simple exposition à des rayons UV, la machine se met à tourner pour percer la membrane cellulaire. Leurs résultats sont publiés dans la revue Nature.

Perceuses tueuses

La nano-perceuse « peut être utilisée comme mode d’administration de médicaments très efficace, et très spécifique, ou comme un moyen de tuer les cellules directement, en déchirant leur surface d’échange avec le milieu extérieur, explique Gufeng Wang, chimiste à l’université North Carolina State, et qui a participé à son développement. Les mélanomes font partie des maladies qui pourraient être traitées simplement en tuant les cellules cancéreuses. »

Crédits : Tour Group/Rice University

3 minutes chrono

Ces perspectives de traitement ont été rendues possibles grâce aux recherches sur les nano-machines du chimiste français Jean-Pierre Sauvage de l’université de Strasbourg, et de ses deux collègues James Fraser Stoddart et Bernard Feringa, qui leur ont valu le prix Nobel de chimie 2016.

Les chercheurs ont testé leurs machines moléculaires sur des cellules de cancer de la prostate. En attachant un peptide spécifique sur les nano-perceuses, celles-ci se fixent sur des protéines présentes uniquement à la surface des cellules cancéreuses. Une fois exposées aux UV, les machines commencent à tourner extrêmement rapidement – entre 2 et 3 millions de rotations par minute. En trois minutes à peine, les cellules cancéreuses sont détruites !

Une histoire de couleur

Les résultats sont primaires, et il faudra encore attendre avant de voir apparaître ce style de thérapies. Les chercheurs se heurtent encore à un obstacle : les limitations des rayons UV. « Avec l’activation par UV, nous ne pouvons traiter que des cellules en surface des tissus, souligne Gufeng Wang.  Par exemple, les cancers de la peau ou de la muqueuse gastro-intestinale, où la lumière peut être amenée par fibre optique. Les rayons UV ne peuvent en effet pénétrer que sur une profondeur limitée. »

Pour remédier à ce problème, les chercheurs de Rice tentent d’adapter les moteurs des nano-perceuses pour qu’ils ne réagissent plus aux UV, mais aux infrarouges, qui pénètrent plus en profondeur.

Il faudra ensuite monter des essais cliniques pour vérifier la sécurité et l’efficacité de ce type de traitement. Le chemin est encore long, mais il semble prometteur.