Un nanomatériau délivre des médicaments sous lumière infrarouge
Publié par Isabelle le 30/11/2018 à 12:00
Source: CNRS-INC
Les nanomatériaux trouvent de plus en plus d'applications médicales. Parfois capables de remplir plusieurs rôles à la fois, ils offrent une flexibilité essentielle au développement de traitements personnalisés. Des chercheurs du CNRS et de l'Université de Strasbourg (L’université de Strasbourg (UDS) est une université française située à Strasbourg en Alsace. Son origine remonte à la création du gymnase...) ont ainsi conçu une nouvelle classe de nanocomposites à base de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) et de silice poreuse, qui relâchent sur commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) des molécules antitumorales sous l'action de 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...) (proche infrarouge). Ces travaux, publiés dans la revue Advanced Functional Materials, ouvrent des possibilités pour des traitements finement contrôlés et multiples, comme l'association de la photothermie à la chimiothérapie (La chimiothérapie est l'usage de certaines substances chimiques pour traiter une maladie. C'est une technique de traitement à part entière au même titre que la...).


Figure: Principe de la photothermie couplée à la délivrance de médicaments: le rayonnement infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.), en excitant le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés particulières et...) carboné, permet de libérer les molécules contenues dans le nanomatériau (Un nanomatériau est un matériau possédant des propriétés particulières à cause de sa structure nanométrique. Elle est habituellement issue de la nanotechnologie.).
© Advanced Functional Materials

La médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son...) s'intéresse au vaste panel (Le panel est un groupe de personnes interrogées régulièrement sur leurs opinions ou leurs attitudes. Les personnes peuvent participer aux enquêtes par courrier, téléphone...) de propriétés des nanomatériaux, afin d'imaginer des solutions si précisément ajustables qu'elles deviennent personnalisables. Mieux encore, certains matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) remplissent plusieurs fonctions à la fois. Des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical...) de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) et chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces...) des matériaux de Strasbourg (IPCMS, CNRS/Université de Strasbourg) et de l'Institut de chimie et procédés pour l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à...) et la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) (ICPEES, CNRS/Université de Strasbourg) ont ainsi développé une nouvelle classe de nanocomposites carbonés qui relâchent sur commande une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de...) antitumorale, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en servant à l'imagerie médicale (L'imagerie médicale regroupe les moyens d'acquisition et de restitution d'images à partir de différents phénomènes physiques...).

Ces matériaux sont composés de nanotubes de carbone et de feuilles de graphène (Cet article ne doit pas être confondu avec l’article graphème.), déjà démontrés très prometteurs in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un organisme vivant, par opposition à in vitro ou ex...) pour différentes techniques d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par...) biomédicale: fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière...), Raman et photoacoustique. Le tout est recouvert d'une couche de silice poreuse, dont les pores abritent ici un médicament (Un médicament est une substance ou une composition présentée comme possédant des propriétés curatives, préventives ou administrée en vue...) qui empêche le développement des cellules cancéreuses. Le nanomatériau peut en transporter jusqu'à plus de 50 % de sa masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave). Ces...) initiale. Il libère le médicament sous lumière infrarouge, par action photothermique. Les chercheurs ont également montré que le phénomène se produisait dans un milieu à pH acide faible (Un acide faible est un acide qui ne se dissocie pas totalement dans l'eau : lorsqu'un acide faible AH est mis en présence d'eau, la réaction suivante a lieu :), ce qui correspond par exemple aux conditions extracellulaires des tumeurs. Ces nanocomposites pourraient s'inscrire dans des échafaudages biomédicaux, des structures nanométriques capables d'agir sur différents tissus.

Références publication:
C. Wells, O. Vollin-Bringel, V. Fiegel, S. Harlepp, B. Van der Schueren, S. Bégin-Colin, D. Bégin, D. Mertz
Engineering of Mesoporous Silica Coated Carbon-Based Materials Optimized for an Ultrahigh Doxorubicin Payload and a Drug Release Activated by pH, T, and NIR-light
Adv. Funct. Mater. – Février 2018
DOI: 10.1002/adfm.201706996

Contacts chercheur:
Damien Mertz, IPCMS UMR7504, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) de Strasbourg
Dominique Bégin, ICPEES UMR7515 Université de Strasbourg
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