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Les Liposomes
Aujourd’hui, la thérapie du cancer s’effectue grâce à des chimiothérapies qui sont des substances qui tuent les cellules. Avec les nanotechnologies, on peut imaginer de nouveau procédés permettant de délivrer les chimiothérapies directement aux cellules malades sans risquer de détruire les cellules saines. Cela permettra ainsi d'administrer des doses beaucoup plus fortes pour éradiquer la maladie, sans risquer de nuire à la santé du patient, alors que l’administration de telles doses à un patient sans les guider avec les nanotechnologies comme dans un procédé classique de thérapie serait létale pour le patient.
Ces “boules” nanotechnologiques sont appelées liposomes. On distingue trois niveaux d’avancé: la1ère génération de liposome était une simple nanocapsule contenant le réactif et étant recouverte d’une simple capsule. Elle est semblable au traitement de chimiothérapie que l’on utilise aujourd’hui. La deuxième génération est caractérisée par l’ajout d’une couche de polymère autour du liposome de base, ingénieuse idée qui permet au liposome de s’infiltrer dans l’organisme sans être détecté par le système immunitaire. Enfin la troisième génération ajoute des ligands pour procurer au liposome un ciblage précis, lui conférant ainsi la faculté de ne cibler que les cellules cancéreuses.
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Qantum Dots
Lorsqu'un patient est atteint d’un cancer, ses chances de survies dépendent du stade où il est détecté. Pour pouvoir sauver plus de patients, des chercheurs ont pensé à des moyens de détecter le cancer grâce aux nanotechnologies. L'équipe du professeur Shuming Nie du Woodruff Health Sciences Center, à Atlanta, a mis au point un moyen de détection qui permettrait de dépister le cancer des années plus tôt, appelé Qantum Dots. Ils injectent une solution à base de nanoparticules qui se fixent aux cellules cancéreuses. La solution est détectable par IRM et sa couleur dépend du nombre de cellules infectées. Cela permet d’avoir une idée de la gravité du cancer et de son avancement. Des tests cliniques sur des animaux ont déjà été effectués et semblent concluants.
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Hyperthermie grâce aux nanoparticules d’or
L’or est un métal qui possède plusieurs caractéristiques intéressantes : il est électronégatif (il attire les électrons plus facilement que les autres matériaux), il est inerte chimiquement, inoxydable, modelable et résistant à la fois. Mais surtout l’or est un élément biocompatible avec l’organisme humain. En effet lorsque l’or pénètre dans notre organisme, le système immunitaire ne le considère pas comme un parasite. L’or évite donc la manifestation des anticorps et peut circuler librement dans le sang. De plus lorsque l’or est réduit à l’ordre du nanomètre il perd sa couleur dorée au profit d’une couleur verte le rendant très facilement identifiable. Cela est dû à la petite taille de la matière qui ne réagit pas de la même manière aux longueurs d’ondes. Enfin dernière observation et sûrement la plus importante, lors d’une exposition à des longueurs proches de l’infrarouge (environ 800nm), le rayonnement peut traverser les tissus biologiques comme la peau et donc chauffer les nanoparticules d’or à l’intérieur même du corps aux fréquences lumineuses proches de l'infrarouge (autour de 800 nanomètres), le rayonnement peut traverser les tissus biologiques car ils sont transparents à ces fréquences. Il apparaît donc possible de chauffer les nanoparticules à distance, à l'intérieur du corps.
Représentation fictive des nanoparticules d’or dans le sang
Tout d’abord, on crée en laboratoire des anticorps capables de localiser une cellule cancéreuse. Cet anticorps a alors pour fonction de neutraliser la molécule infectée de manière spécifique. On attache donc à ces anticorps des nanoparticules d’or et l’on injecte le tout dans le système sanguin. Les anticorps et par conséquence les particules d’or atteignent et s’attachent donc aux cellules cancéreuses.
Une fois les nanoparticules en place, la prochaine étape constitue à leur apporter l’énergie nécessaire pour les faire entrer en résonance. Cette résonance est un niveau d’énergie obtenue lorsque l’on expose les nanoparticules à une fréquence spécifique. L’or se met alors à vibrer dégagaent de la chaleur et augmentant la température seulement au niveau des cellules tumorales.
Principe de la photothermie
La chaleur agit alors de trois différentes manières:
-Tout d’abord, elle va percer des trous dans la membrane cytoplasmique (enveloppe de la cellule) des cellules cancéreuses. Cela provoque un déséquilibre dans la cellule qui finit par exploser.
-Ensuite, elle dénature l’ADN. Or cet ADN est indispensable à la réplication de la cellule lors de la phase de mitose ce qui empêchera donc la duplication des cellules et la propagation du cancer. De plus les lésions provoqués dans l’ADN peuvent amener à un dysfonctionnement de la cellule entraînant sa mort.
La chaleur va léser la tumeur de trois manières :
-Enfin, elle va empêcher la formation de vaisseaux sanguins par la cellule cancéreuse. Celle-ci sera alors privée de son augmentation d’apport en nutriments, la rendant plus vulnérable et entraînant sa mort.
Les trois formes de destruction de la cellule
cancereuse par photothermie
Ce traitement reste extrêmement encourageant car la fixation des anticorps sur les cellules cancéreuses permet de protéger les cellules saines, n’entraînant aucun effet secondaire.
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L’hyperthermie magnétique:
L’hyperthermie magnétique utilise la faible résistance des cellules à la chaleur pour pouvoir les éliminer. Grâce aux caractéristiques des nanoparticules magnétiques elle chauffe les cellules de l'intérieur.On utilise des éléments ferromagnétiques tels que le cobalt, le fer ou encore le nickel car ils ont la capacité de s’aimanter fortement sous l’action d’un champ magnétique. On les entoure d'un polymère qui les rend indétectables par le système immunitaire. Elles sont injectées, à proximité des cellules cancéreuses. Les nanoparticules ferromagnétiques se transforment au contact du sang et deviennent des ferrofluides. Elles agissent alors comme un fluide normal. Elles sont alors absorbées par les cellules tumorales. Ainsi, lorsque l’on applique un champ magnétique, il exerce une force sur les nanoparticules du fluide, qui se trouve alors dans la cellule. Ces derniers s’orientent alors selon le champ magnétique, ce qui produit de la chaleur au sein même de la cellule, qui est alors détruite.
Des équipes de chercheurs coréens ont réussi à obtenir des résultats très prometteurs sur des souris. En combinant des liposomes et des nanoparticules magnétiques, ils ont obtenu une régression tumorale quasi-totale.
L’hyperthermie magnétique apparaît comme un moyen de thérapie du cancer très prometteur puisqu’elle permet de détruire les cellules cancéreuses sans risquer d'endommager les cellules saines avoisinantes.
