Une des perspectives principales des nanotechnologies est le développement des nouveaux moyens de diagnostic. En effet, le dépistage de maladies permet une prise en charge plus rapide, et augmente ainsi l'efficacité du traitement et les chances de survies du patient.
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Ligants synthétiques
Les premiers signes de maladies apparaissent a l’échelle nanométrique. Les cellules échanges des fragments d’ADN et des protéines afin de se coordonner, ceux ci ne mesure que quelques nanomètres. Une cellule émet des messagers moléculaires appelés biomarqueurs. Lorsqu’une cellule est malade, elle émet des biomarqueurs différents, ce sont les signatures moléculaires des maladies. Nos systèmes de diagnostic actuelle se base sur la détection de ces biomarqueurs. En effet, il y a un biomarqueur spécifique pour chaque maladie. Les nouveau projet de dépistage se propose de créer des tests afin de les repérer, et de choisir un traitement adapter a la maladie du patient. Les systèmes de diagnostic utilise une propriété de ces messagers: ils se lient a des ligants. On peut donc capturer les biomarqueurs a l’aide de ligants. Ainsi, en captant des ligants sur un support, on peut fixer les biomarqueurs présent dans un échantillon. On utilise les propriétés des nanoparticules d’or afin d’ identifier les biomarqueurs: lorsqu'elles mesure moins de 100 nm de diamètre, elles se dotent d’une couleur rouge très intense, remarquable dans une solution translucide. En associant ces particules a des ligants, on peut repérer la présence biomarqueurs dans un échantillon.
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Nanotubes de carbones: Une autre possibilité de diagnostic est un système basé sur les nanotubes de carbones. En fixant des ligants sur ce tube, on récupère les biomarqueurs présents dans l’air expiré d’une personne par exemple. Lorsque les ligants détectent un biomarqueur, la conductivité du nanotube de carbone change, on détecte ainsi leur présence.
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Puces à ADN: Des puces à ADN ont été envisagées afin de reconnaître la présence de certains gènes. A l’aide d’un robot, on fixe des sondes à ADN connu fabriquées grâce aux nanotechnologies sur une plaque de verre. Une fois fixées, ces sondes sont associéess à des “flurophores” des particules qui émettent de la lumière. Ainsi , lorsque les sondes s’associeront au gène correspondant, elles produiront une faible lumière, identifiable grâce à
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un scanner, permettant ainsi de diagnostiquer des maladies génétiques comme la trisomie 21 par exemple.
Sur l'image ci-contre, on peut voir les différentes parties que comporte la puce. En jaune, les branches d'ADN présentes dans la solution, en couleur en dessous, les différentes sondes à ADN correspondant à des gènes connus, et à leurs pieds, les flurophores permettant d'émettre de la lumière.
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Nanoparticules magnétiques IRM
De nouvelles nanoparticules magnétiques contre le cancer sont en études: elles pourraient permettre une meilleure localisation des tumeurs grâce à l’imagerie médicale. Elles sont composées d'un cœur en particules de fer et leur fonction est de se fixer sur la tumeur visée. Leurs propriétés magnétiques permettent d'accroître la précision des techniques de scanner actuellzq tels que l’IRM.
IRM grâce aux nanoparticules magnétiques
Dans un champ magnétique uniforme (comme celui utilisé en IRM), les nano-aimants déstabilisent la dynamique magnétique des protons l’entourant et engendre un contraste sur l’image. Les nanoparticules magnétiques se comportent donc comme des signaux cellulaires pour l’imagerie IRM. Les agents de contraste IRM superparamagnétique comme les nanoparticules d’oxyde de fer créent des champs magnétiques locaux qui permettent d’augmenter la sensibilité pour cibler une cellule avec précision. Ces champs magnétiques affectent les protons locaux, ce qui crée une perte du signal sur l’IRM: c’est donc ces pertes de signal que l’on cherche à localiser lors d’une IRM.
Lorsque les particules sont insérées par perfusion dans le sang, elles sont capturées par les macrophages, de grands globules blanc qui ingèrent les bactéries, et sont transportées par ces derniers jusqu'à la tumeur, car ils jouent un rôle important dans l'élimination des déchets produits par les cellules tumorales.
Cependant, ces nanoparticules présentent aussi des inconvénients: elles sont oxydable et dangereuse pour l’organisme si celui-ci n’arrive pas à les éliminer. De plus, cette technologie étant récente, on connaît encore mal les effets secondaires qu’elle peut avoir, lié notamment, à la réaction des tissus face au magnétisme. Les recherches actuelles portent donc sur la purification de ces particules, afin qu’elles ne représentent plus un danger pour l’organisme.
