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BE Etats-Unis 313  >>  18/12/2012

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Sciences physiques et nanotechnologies
Des "nano-bulles plasmoniques" multifonctionnelles pour un traitement cellulaire ultra-performant

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/71766.htm

Des chercheurs de la "Rice University" ont récemment trouvé une méthode multifonctionnelle très efficace pour traiter simultanément différentes cellules cible au sein d'une suspension hétérogène de cellules. Cette méthode permet d'une part, de reconnaître et tuer les cellules défectueuses, et d'autre part de traiter d'autres cellules via l'injection de médicaments et de charges utiles génétiques directement dans leur noyau, tout en préservant les cellules saines avoisinantes de tout dommage.

Cette multifonctionnalité est un réel progrès : jusqu'alors, toutes les méthodes de traitement cellulaire et génique requéraient plusieurs procédures séparées pour réaliser ces différentes opérations. En outre, la plupart des thérapies prometteuses contre les maladies telles que le cancer nécessitent un traitement ex vivo pour tuer les cellules non souhaitées et modifier génétiquement d'autres cellules afin d'augmenter leur efficacité thérapeutique. Ici, en une seule impulsion laser de quelques picosecondes, toute une population hétérogène de cellules pourrait être traitée in vivo ! Les doses cliniques utilisées sont ainsi beaucoup plus faibles.

Le principe consiste à utiliser plusieurs types de nanoparticules d'or capables de reconnaître spécifiquement les cellules que l'on veut traiter. Puis ces nanoparticules sont excitées par une impulsion laser très brève (70 ps), ce qui provoque la formation d'une fine couche de vapeur autour d'elles : les "nanobulles plasmoniques". Cette vapeur résulte de la libération de chaleur que la nanoparticule a emmagasinée en absorbant une partie de l'énergie du laser, et qui vaporise le liquide environnant. La bulle ainsi formée grossit rapidement avant d'exploser en impactant la cellule cible sur laquelle la nanoparticule d'or s'est fixée. Deux scénarios sont utilisés selon que la nanoparticule est creuse ou non.

Dans le premier cas, la bulle de vapeur qui se forme est importante et son explosion détruit entièrement la cellule cible. Dans le second, la bulle de vapeur est plus petite si bien que son explosion entraîne simplement une percée dans la cellule cible. La cellule reçoit alors un nano-jet contenant des molécules du liquide environnant, ce qui permet l'injection de médicaments ou matériel génétique.

Ces mécanismes ont été démontrés expérimentalement par l'équipe du "Plasmonic Nanobubble Lab" à la "Rice University", en utilisant des colorants de différentes couleurs pour distinguer les différents types de cellules : cellules à tuer, cellules à modifier et cellules saines, au sein d'une population hétérogène de cellules, in vitro. De plus, à l'aide d'un laser pulsé, ils ont pu détecter optiquement l'évolution temporelle des nano-bulles plasmoniques en utilisant leur propriété de diffusion. Ces dernières apparaissent ainsi brillantes sur les images. La sélectivité et l'efficacité de la méthode est surprenante. Des tests sur des cellules cancéreuses résistantes aux médicaments ont montré que la délivrance de médicaments de chimiothérapie via la méthode des nano-bulles était jusqu'à 30 fois plus efficace pour tuer les cellules cancéreuses que la méthode classique, avec une dose nécessaire inférieure à un dixième de la dose clinique.

Les chercheurs du "Plasmonic Nanobubble Lab" ont récemment publié un article sur le sujet dans le journal ACS Nano. D'autres institutions y ont contribué : Le "Center for Cell and Gene Therapy" du "Baylor College of Medicine", le "Texas's Children's Hospital" et "The University of Texas MD Anderson Cancer Center".

L'objectif à long-terme de ces efforts collaboratifs est de créer une plate-forme universelle pour la thérapie cellulaire et génique, en incluant la greffe de cellules souches.

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Pour en savoir plus, contacts :

- Page d'accueil du "Plasmonic Nanobubble Lab" de la "Rice University" http://pnblab.blogs.rice.edu
- Page d'accueil du "Center for Cell and Gene Therapy" du "Baylor College of Medicine" http://www.bcm.edu/genetherapy/
- Page d'accueil du "Texas's Children's Hospital" http://www.texaschildrens.org/
- Page d'accueil "The University of Texas MD Anderson Cancer Center" http://www.mdanderson.org/about-us/index.html

Code brève
ADIT :
71766

Sources :

Article paru dans ACS Nano : "Cell-Specific Multifunctional Processing of Heterogeneous Cell Systems in a Single Laser Pulse Treatment", E. Y. Lukianova-Hleb et al.: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn3045243

Rédacteurs :

- Catherine Marais, Attaché scientifique adjoint deputy-phys.mst@consulfrance-houston.org ;
- Retrouvez toutes nos activités sur http://france-science.org.

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Origine :

BE Etats-Unis numéro 313 (18/12/2012) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/71766.htm
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