Publié le | dans Actus santé

Représen­tant des out­ils et com­posants infin­i­ment petits, de la taille du nanomètre, les nan­otech­nolo­gies offrent de nom­breuses per­spec­tives intéres­santes dans le secteur médi­cal, notam­ment pour amélior­er et per­fec­tion­ner les out­ils diag­nos­tiques ou encore les traite­ments thérapeu­tiques. Nous vous en dis­ons plus sur ce domaine en plein essor !

Qu’est-ce que la nanotechnologie ?

Selon l’Inserm, la nan­otech­nolo­gie regroupe l’ensemble des tech­niques et des out­ils qui per­me­t­tent d’étudier ou d’interagir avec les phénomènes par­ti­c­uliers qui exis­tent au niveau nanométrique ou nanoscopique. En effet, pour un même com­posé, les lois de la physique ne sont pas les mêmes qu’aux dimen­sions macro­scopiques. Elles per­me­t­tent de mieux com­pren­dre les mécan­ismes et les inter­ac­tions au niveau molécu­laire.

Sa prin­ci­pale unité de mesure est le nanomètre, soit le mil­liardième du mètre. Le nanomètre est une taille non vis­i­ble à l’œil nu. Il cor­re­spond env­i­ron à la dis­tance entre deux atom­es. À cette échelle, il est pos­si­ble de décou­vrir des pro­priétés nou­velles, qui sont spé­ci­fiques.

Quels bénéfices pour le monde médical ?

La biolo­gie humaine con­stitue un domaine d’application idéale pour les nan­otech­nolo­gies. Ces dernières per­me­t­tent de struc­tur­er des assem­blages molécu­laires des­tinés à inter­a­gir, traiter ou recon­stituer un tis­su ou un organe par­ti­c­uli­er dans le corps humain. Grâce aux nan­otech­nolo­gies, il est aus­si pos­si­ble de minia­turis­er des dis­posi­tifs pour dévelop­per une nou­velle généra­tion d’outils de diag­nos­tic in ou ex vivo.

La crise de la Covid-19 a mis en lumière le poten­tiel de cette approche dans le domaine de la san­té à tra­vers le développe­ment des deux prin­ci­paux vac­cins à ARN mes­sager con­tre le SARS-CoV­‑2 :

La par­tie « nano » de ces vac­cins cor­re­spond au vecteur dans lequel est inséré l’ARN mes­sager qui code pour la pro­téine Spike et doit être achem­iné jusque dans le cyto­plasme des cel­lules pour y être traduit en pro­téine. Dans ces deux médica­ments, l’ARNm est trans­porté au sein d’une bulle de gras pleine (nanopar­tic­ules de lipi­des) ou creuse (lipo­some). L’enjeu d’un tel développe­ment tech­nologique était de dis­pos­er de vecteurs sta­bles avant et après admin­is­tra­tion, qui pro­tè­gent l’ARNm jusque dans les cel­lules et per­me­t­tent de le libér­er une fois la mem­brane cel­lu­laire franchie. Ils ont néces­sité la mise au point d’assemblages de lipi­des aux pro­priétés physic­ochim­iques adap­tées.

Comment les nanotechnologies peuvent-elles être mise à contribution dans le milieu médical ?

Les nan­otech­nolo­gies représen­tent d’importants enjeux en médecine sur dif­férents plans comme la préven­tion, le diag­nos­tic pré­coce ou encore le suivi thérapeu­tique… les per­spec­tives des nan­otech­nolo­gies sont nom­breuses :

  • Pour l’imagerie médi­cale. Les nanopar­tic­ules représen­tent une alter­na­tive intéres­sante aux pro­duits de con­traste générale­ment injec­tés dans l’organisme. Elles per­me­t­traient d’améliorer la réso­lu­tion des images obtenues, tout en étant mieux tolérées par l’organisme.
  • Pour les analy­ses biologiques. La mise au point de biop­uces pour­rait aider à prévenir ou diag­nos­ti­quer pré­co­ce­ment cer­taines mal­adies pour lesquelles de nom­breux phénomènes biologiques se pro­duisent à l’échelle molécu­laire, et les symp­tômes n’en sont que la résul­tante tar­dive, iden­ti­fi­able à l’échelle macro­scopique.
  • Pour les puces à ADN. Il s’agit de petites plaques en verre, en plas­tique ou bien en sili­ci­um sur lesquelles sont fixées des dizaines de mil­liers de brins d’acide nucléique de séquences déter­minées, afin de détecter leur com­plé­ment dans le milieu biologique étudié (sang, urine…). Elles per­me­t­tent de met­tre en évi­dence la présence d’un pathogène viral ou bac­térien, ou encore de repér­er une muta­tion spé­ci­fique d’une mal­adie géné­tique.
  • Pour répar­er ou rem­plac­er des tis­sus osseux, cutanés ou bien nerveux ou car­diaques. Les nanobio­matéri­aux sont par­ti­c­ulière­ment intéres­sants. Bio­com­pat­i­bles, ils peu­vent être struc­turés afin d’avoir une sur­face qui va mimer celle du tis­su phys­i­ologique.

 

Dans le domaine de l’oncologie, déjà 9 médica­ments sont com­mer­cial­isés dans le monde. Selon l’or­gan­i­sa­tion pro­fes­sion­nelle des entre­pris­es du médica­ment opérant en France (LEEM), les apports de la nanomédecine d’ici 2030 s’orientent vers :

  • Des nano-objets capa­bles de leur­rer le sys­tème immu­ni­taire pour mieux traiter cer­taines patholo­gies
  • Des nano-objets capa­bles d’ac­tiv­er le sys­tème immu­ni­taire afin de restau­r­er une réponse de l’or­gan­isme con­tre une patholo­gie
  • Des nanovecteurs ciblés spé­ci­fiques à cer­tains types cel­lu­laires pour libér­er une sub­stance active sans induire de tox­i­c­ité dans d’autres types cel­lu­laires.
  • Des nano-objets por­tant un label flu­o­res­cent ou radioac­t­if:
    • Capa­bles de détecter pré­co­ce­ment des per­tur­ba­tions fonc­tion­nelles ;
    • Per­me­t­tant d’ap­porter une aide à la chirurgie guidée par l’im­age.

 

Quelques exemples d’avancées spectaculaires reposant sur les nanotechnologies :

-        Une lentille de con­tact nou­velle généra­tion. La société Innove­ga, à Belle­vue, WA, a inven­té une lentille d’affichage placée au cen­tre d’une lentille de con­tact. Aus­si petits que la pupille de l’œil, les élé­ments optiques qui la com­posent sont loin de gên­er la vision.

-        Un détecteur nan­otech­nologique pour prévenir les crises car­diaques. Eric Topol, MD, de Scripps Health a tra­vail­lé avec Axel Sher­er, PhD, de Cal­tech pour con­cevoir des nanocap­teurs. Ces dis­posi­tifs médi­caux lan­cent une alerte bien avant que les crises car­diaques ne survi­en­nent. Leur tech­nolo­gie con­siste à détecter le précurseur d’une crise car­diaque via de minus­cules puces nanocap­teurs de cir­cu­la­tion san­guine. Celles-ci envoient donc un sig­nal sur le smart­phone du patient en cas d’alerte.

-        Un micro­ro­bot dédié à la chirurgie ocu­laire. Les sci­en­tifiques du lab­o­ra­toire de robo­t­ique mul­ti­échelles de l’ETH Zürich ont élaboré un micro­ro­bot à guidage mag­né­tique. Inté­gré dans l’œil, ce dernier peut effectuer une chirurgie de pré­ci­sion.

-        La créa­tion d’électrodes biodégrad­ables. Bet­tinger et Whitacre, deux pro­fesseurs en sci­ences des matéri­aux et de génie bio­médi­cal ont décou­vert dans les ali­ments des sub­stances de bat­terie digestibles. Celles-ci per­me­t­tent essen­tielle­ment d’alimenter des instru­ments médi­caux que les patients pour­raient avaler.

Une technologie innovante mais non dépourvue de risques

La nanomédecine ouvre de nou­velles per­spec­tives sur des enjeux clés de la san­té. Elle per­met d’interagir et de cibler de façon pré­cise un tis­su, un type cel­lu­laire ou même une molécule. Son util­i­sa­tion vise à dévelop­per davan­tage de solu­tions de préven­tion, de détecter des patholo­gies le plus pré­co­ce­ment pos­si­ble, d’optimiser l’efficacité des thérapies exis­tantes, ou encore d’accélérer la recherche en médecine régénéra­tive.

Si la nan­otech­nolo­gie promet de for­mi­da­bles décou­vertes qui pour­raient pouss­er encore plus loin les prouess­es médi­cales, elle n’est pas sans risques. Selon l’Inserm, cer­taines insti­tu­tions publiques nationales ou inter­na­tionales pré­conisent, out­re l’évaluation de la sûreté des pro­duits nanomédi­caux, de définir une éthique et une régle­men­ta­tion stricte autour de ces pro­duits, si pos­si­ble à l’échelle inter­na­tionale.

Sources :