Expériences

A] Des nanorobots d’ADN pour des thérapies anticancéreuses plus ciblées

1) Des nanorobots composés de brins d’ADN ont délivré des médicaments à des cellules cancéreuses et les ont détruites à 50 %, laissant indemnes les cellules saines. Si ces travaux en sont à des phases très préliminaires, les perspectives pourraient bien être immenses. 

Ils n’ont rien d’électronique ni de mécanique mais leurs auteurs les appellent malgré tout nanorobots. Ces petites structures de 35 nanomètres sont capables de transporter un médicament et de le délivrer uniquement aux cellules malades. À l’instar des cellules du système immunitaire, ils reconnaissent leur cible grâce aux protéines présentes sur la surface de la membrane plasmique.

Ces nanorobots ont été conçus par des chercheurs de l’université d’Harvard à partir d'un logiciel permettant d’élaborer des origamis d'ADN. Le principe date de 2006 et consiste à recréer une forme en 3D à l'aide d’un long brin d’ADN viral agencé grâce à de petits fragments nucléotidiques jouant le rôle d'agrafes. L'informatique réalise tous les calculs à partir du modèle de base qu'on lui fournit.

Dans cette expérience, le nanorobot adopte plus ou moins la forme d’un tonneau contenant en son centre la molécule d’intérêt, un médicament. À l’une de ses extrémités, il possède deux anticorps complémentaires de protéines présentes sur la membrane de cellules malades. Ainsi, lorsque ces deux sites se lient à leur cible, l’ensemble change de conformation, le tonneau s’ouvre et libère son principe actif au bon endroit. On parle alors de médicament intelligent.

2)La leucémie recule, les cellules saines prospèrent

Dans leur expérience publiée dans Science, les auteurs ont plus précisément étudié l’efficacité de leur dispositif microscopique sur des cellules leucémiques. Après avoir élaboré un prototype reconnaissant spécifiquement ces cellules et contenant une substance qui interfère avec le cycle de croissance, ils l’ont testé dans un milieu comprenant des cellules sanguines saines et des cellules malades. En trois jours, la moitié des cellules cancéreuses avaient disparu, tandis que les cellules en bonne santé se portaient toujours très bien.

Voir la video (dans l'onglet video à droite de votre écran ) :       -Animation nanorobot antibactérienne

Une performance de bon augure puisque l’un des problèmes des thérapies actuelles utilisées contre le cancer est leur manque de spécificité. Les médicaments et les rayons abîment en même temps que les tumeurs les tissus sains, ce qui n’est pas sans conséquences sur la santé.

3)Les nanorobots dans la pharmacopée d'après-demain ?

Cependant, les chercheurs ignorent encore comment ce nanorobot se comportera une fois injecté dans un organisme vivant. Par sa nature, il sera facilement détruit par les nucléases, des enzymes chargées d’hydrolyser les molécules d’ADN. Peut-être alors que le gros des troupes finira métabolisé avant même d’atteindre son objectif.

Les scientifiques imaginent déjà pouvoir l’enrober de polyéthylène glycol, une molécule utilisée en pharmacologie pour augmenter la durée de vie des principes actifs en les préservant de la digestion.

Ce projet, s’il aboutit, pourrait se révéler très intéressant. En agissant au niveau cellulaire, il serait possible de traiter de nombreuses maladies, soit en ciblant les cellules affectées, soit au contraire stimulant le système immunitaire pour qu’il réagisse plus efficacement contre une infection.

Pour l’heure, il reste encore de nombreuses étapes à franchir et l'utilisation de ces nanorobots sur des souris n'est encore que du domaine de l'imaginaire. Il faudrait ensuite réaliser des tests sur des modèles animaux plus proches phylogénétiquement de l’Homme, avant, en cas de succès, le début de l’essai clinique, long de plusieurs années. Ce n’est donc pas demain qu'un pharmacien délivrera cette technologie dans une petite capsule. Mais il faut bien un début à tout, et on tient peut-être là les origines d’une très belle histoire...

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B] Le projet "Arès" 

  Depuis 2008, les chercheurs du projet européen  « Arès » travaille à la conception de nanorobots ingurgitables par un patient dans le but d'éviter des chirurgies trop invasives. L'opération s'effectuant de l'intérieur du corps, sans aucune incision, le patient n'aurait alors aucune cicatrice à son réveil.  

 Ces nanorobots seraient des robots  aussi petits que des médicaments mais  capables de procéder à des actes  chirurgicaux dans le corps humain tels  qu'une gastroscopie ou une biopsie.            Leurs déplacements, contrôlables à distance, amélioreraient par ailleurs la précision des examens.  

  Dans leur forme, ils seraient composés de plusieurs pilules possédant chacune une fonction bien précise, d'où leur appellation de « robots-pilules ». 

  Une fois ingérées une à une par le patient, ces différentes pilules s'assembleraient d'elles-mêmes au sein du corps humain afin de former un système robotique autonome plus puissant. Tout cela grâce à un champ magnétique permettant de prévoir leur configuration et leur auto-assemblage. 

   Des prototypes ont déjà été réalisés et testés à l'intérieur d'organes artificiels. Le taux de réussite de ces tests avoisine les 75%, ce qui est très encourageant. 

   Toutefois, diverses questions sont encore à régler avant que ces « robots-pilules » ne soient testés in vivo puis utilisés dans le médical. Par exemple, comment s'assurer de la biocompatibilité des matériaux utilisés avec le corps humain ou encore comment stocker suffisamment d'énergie sur de si petites surfaces ?