Des minicapsules livrant de façon ciblée les médicaments aux organes malades du corps sans endommager d’autres tissus: voilà à quoi ressemble la médecine du futur. Des chercheurs de l’Institut Adolphe Merkle (AMI) de l’Université de Fribourg sont parvenus à mettre au point des nanocapsules multivalentes d’un genre nouveau. Ces moyens de transport nanostructurés pourraient offrir des approches novatrices dans le traitement du cancer et des inflammations.

Fonctionnement des nanocapsules: cliquer pour agrandir.

Ces dernières années, la recherche médicale a connu une avancée sans précédent, notamment grâce au rôle de la nanotechnologie. A l’Institut Adolphe Merkle (AMI) de l’Université de Fribourg, des scientifiques travaillent au développement de méthodes thérapeutiques anticancéreuses plus efficaces. Dans le futur, ce sont des nanocapsules qui transporteront les médicaments à travers le corps humain pour se fixer directement sur des cellules ou organes malades. Des substances actives pourraient alors être acheminées au cœur même de la maladie sans trop charger le reste de l’organisme. L’adjonction de principes actifs à des vecteurs nanostructurés est en ce sens très prometteuse.

Toujours plus petit, toujours plus précis
Dans le cadre du Programme national de recherche «Matériaux intelligents» (PNR 62) – une collaboration entre le Fonds national suisse et l'agence pour la promotion de l'innovation – des chercheurs de l’AMI ont réussi à concevoir ces nanocapsules et à les visualiser dans leur forme authentique grâce à des techniques de microscopie ultramodernes. Pour cette étude, l’équipe de la Professeure Alke Fink a combiné des nanoparticules superparamagnétiques d'oxyde de fer (Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles) – appelées SPIONs – et des liposomes pour créer une nouvelle génération de nanocapsules. «Une approche médicale contemporaine implique un traitement ciblé des tissus malades sans endommager les organes sains. Les liposomes – des nanocapsules biocompatibles composées de molécules de graisse – sont envisagés comme moyens de transport. Ils sont semblables aux virus et comprennent une cavité sphérique d’un diamètre de 100-200 nanomètres qui est capable de contenir des médicaments. Afin de faire éclater ces capsules une fois leur but atteint, nous utilisons les nanoparticules qui agissent comme déclencheurs», explique la codirectrice de recherche Alke Fink, professeure en bionanomatériaux à l’AMI et professeure boursière du SNF au Département de chimie de l’Université de Fribourg.

Intégration des SPIONs dans les liposomes
Le plus grand défi pour les chercheurs a été la diffusion maîtrisée du médicament une fois arrivé à destination. Des connaissances approfondies, issues de la recherche en matériaux, de la biochimie, de la médecine et de la microscopie ont permis à l’équipe d’experts de l’AMI d’élaborer des matériaux fonctionnels (hybrides) composés de liposomes et de nanoparticules. Grâce à un contrôle précis du matériau hybride et de son assemblage, ils ont pu incorporer des centaines de nanoparticules directement dans la fine membrane du liposome. En s’échauffant dans le champ magnétique, les SPIONs rendent l’enveloppe graisseuse perméable, laissant ainsi s’échapper le médicament. En plus, grâce à l’IRM, on peut «voir» et suivre ces SPIONs. Sur cette base s’ouvrent de nouvelles perspectives dans le développement de nanocapsules pour une pharmacothérapie ciblée répondant à des besoins encore plus spécifiques.

Les résultats de la recherche, récemment publiés dans la prestigieuse revue scientifique ACS Nano, font office de pierre angulaire pour le développement et l’optimisation du concept. L’étude est le fruit d’une collaboration entre l’AMI, le Centre interdisciplinaire de microscopie électronique et le Laboratoire de chimie physique des polymères et membranes de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), le Département de radiologie des Hôpitaux universitaires de Genève et le Département de pneumologie de l’Hôpital de l’Ile à Berne. Les experts de l’AMI espèrent maintenant que ces nouvelles nanocapsules polyvalentes pourront être utilisées dans le traitement du cancer et des maladies inflammatoires.

Lien vers l’étude: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn406349z

Contact: Professeure Alke Fink, Adolphe Merkle Institut (AMI), Université de Fribourg, 026 300 95 01, alke.fink@unifr.ch