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Posté par Adrien le Vendredi 20/10/2017 à 00:00
Médicament: haute cuisine nanoparticulaire

Photo: Illustration de Nicolas Bertrand
Une fois dans la circulation sanguine, les nanoparticules contenant un médicament partent à la recherche de leur cible. Leur efficacité est entravée par les réactions du corps, qui les considère comme des organismes pathogènes, et par des protéines du sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart...), qui se lient à leur surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et...).
Des chercheurs peaufinent une recette de nanoparticules plus efficaces pour la livraison des médicaments

Une équipe internationale vient de publier dans la revue Nature Communications une étude qui précise certaines règles à respecter pour créer des nanoparticules plus efficaces pour livrer des médicaments dans le corps. Les nanoparticules fabriquées selon ces règles seraient éliminées moins rapidement par l'organisme, ce qui prolongerait la durée d'action des médicaments qu'elles transportent, révèle cette étude dont le premier auteur est Nicolas Bertrand, de la Faculté de pharmacie (La pharmacie (du grec φάρμακον/pharmakôn signifiant drogue, venin ou poison) est la science s'intéressant à la conception, au mode d'action, à...) et du Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) du CHU de Québec - Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) Laval.

La combinaison (Une combinaison peut être :) de nanoparticules - des assemblages d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se...) faisant moins de 100 nanomètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la...) - et de drogues facilite le guidage de ces dernières vers les parties du corps où elles doivent agir. Cette nanotechnologie (Les nanosciences et nanotechnologies (NST) peuvent être définies a minima comme l'ensemble des études et des procédés de fabrication et de manipulation de structures, de dispositifs et de systèmes matériels à l'échelle...) pourrait ainsi réduire les doses de médicaments administrées aux patients et, conséquemment, leurs effets secondaires. "Cette approche n'est pas une vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de l'esprit, elle est déjà utilisée dans certains vaccins et dans certains traitements contre le cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est...), mais il reste du travail à faire pour en améliorer l'efficacité", souligne le professeur Bertrand.

L'un des problèmes est que l'organisme cherche à se débarrasser rapidement des nanoparticules, comme il le fait avec des virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire. Sous...) ou des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le peptidoglycane. Les...). Le foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans l'hypocondre droit, la loge sous-phrénique droite, la partie...) et la rate (La rate (en grec ancien σπλήν (splēn), en latin lien, d'où les adjectifs splénique et liénal) est un organe fragile, profond, situé dans l'hypochondre gauche...) les capturent et les éliminent, ce qui limite leur durée d'action. Un autre problème est que certaines protéines du sang se fixent à la surface des nanoparticules, modifiant leurs interactions avec les cellules du corps.

Pour les besoins de leur étude, les chercheurs ont utilisé une nanoparticule prometteuse qui a atteint le stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.) clinique, le PEG-PLGA. Il s'agit d'un complexe de deux polymères, l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) poly(lactique-co-glycolique) (PLGA), qui forme le coeur de la nanoparticule, et le polyéthylène glycol (PEG), qui en constitue l'enveloppe. "Dans ce système, les drogues sont placées dans la matrice de PLGA, comme des pépites de chocolat dans une pâte à biscuits, explique Nicolas Bertrand. On les entoure d'une enveloppe de PEG pour les protéger. Au contact des molécules d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), ces polymères se décomposent, ce qui permet le largage graduel de la drogue (Une drogue est un composé chimique, biochimique ou naturel, capable d'altérer une ou plusieurs activités neuronales et/ou de perturber les communications neuronales. La consommation de drogues par l'homme afin de modifier ses...)."

Les chercheurs ont créé une gamme de nanoparticules PEG-PLGA qui se distinguaient par leur taille ou par la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à 4 °C pour...) de PEG dans leur enveloppe. Par la suite, ils les ont injectées à des animaux de laboratoire et ils ont suivi ce qu'il en advenait dans les six heures (L'heure est une unité de mesure  :) suivantes. Résultats ? Peu importe la taille des nanoparticules, il existe un seuil - qui se situe à 20 chaînes de PEG par 100 nanomètres carrés - au-dessous duquel les nanoparticules sont rapidement éliminées. Des densités plus élevées de PEG n'augmentent pas le maintien des nanoparticules dans la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) sanguine. "Il semble donc exister une valeur optimale qui confère une propriété à l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) des nanoparticules leur permettant de se maintenir de façon prolongée dans la circulation sanguine", constate le professeur Bertrand.

Contrairement à l'idée reçue, le système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi » du...) inné jouerait un rôle mineur dans l'élimination des nanoparticules, ont découvert les chercheurs. Par contre, le maintien des nanoparticules dans le sang est affecté lorsque certaines protéines qui interviennent dans le transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des actions de déplacements et...) des lipides se lient à leur surface. "Notre étude suggère des nouvelles avenues pour préparer des nanoparticules potentiellement plus efficaces comme vecteurs thérapeutiques. Elle fait aussi la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée à la...) sur certains processus biologiques responsables de leur devenir dans l'organisme", résume le professeur Bertrand.

L'étude parue dans Nature Communications est signée par Nicolas Bertrand et l'étudiant-chercheur Philippe Grenier (Le grenier (latin granarium) est un local hors-sol destiné au stockage du grain. Il peut être intégré à un bâtiment, ou constituer une petite construction...), de la Faculté de pharmacie, et par des chercheurs du MIT, de l'Université Harvard (L’université Harvard (Harvard University), ou plus simplement Harvard, est une université privée américaine située à Cambridge dans...), de l'Université Stanford (La Leland Stanford Junior University, plus connue sous le nom d'université Stanford, est l'une des plus prestigieuses universités américaines. Située au cœur de la Silicon...), du Brésil, de la Corée du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) et de l'Arabie saoudite.

Une fois dans la circulation sanguine, les nanoparticules contenant un médicament (Un médicament est une substance ou une composition présentée comme possédant des propriétés curatives, préventives ou administrée en vue d'établir un...) partent à la recherche de leur cible. Leur efficacité est entravée par les réactions du corps, qui les considère comme des organismes pathogènes, et par des protéines du sang, qui se lient à leur surface.

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Source: Jean Hamann - Université Laval
 
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