Un nanorobot doté d'une arme cachée tue les cellules cancéreuses
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Des chercheurs de l'Institut Karolinska en Suède ont développé des nanorobots capables de tuer les cellules cancéreuses chez la souris. L'arme du robot est dissimulée dans une nanostructure et n'est exposée que dans le microenvironnement de la tumeur, épargnant ainsi les cellules saines. L'étude est publiée dans la revue Nature Nanotechnology .
Le groupe de recherche de l'Institut Karolinska a déjà développé des structures capables d'organiser des récepteurs de mort à la surface des cellules, ce qui entraîne la mort cellulaire. Ces structures présentent six peptides (chaînes d'acides aminés) assemblés selon un motif hexagonal.
« Ce nano-motif hexagonal de peptides devient une arme mortelle », explique le professeur Björn Högberg du département de biochimie médicale et de biophysique de l’Institut Karolinska, qui a dirigé l’étude. « Si on l’administrait comme médicament, il commencerait à tuer sans discrimination les cellules du corps, ce qui ne serait pas une bonne chose. Pour contourner ce problème, nous avons caché l’arme dans une nanostructure construite à partir d’ADN. »
Création d'un « kill switch »
L'art de construire des structures à l'échelle nanométrique en utilisant l'ADN comme matériau de construction s'appelle l'origami ADN et l'équipe de recherche de Björn Högberg y travaille depuis de nombreuses années. Ils ont maintenant utilisé cette technique pour créer un « kill switch » qui s'active dans les bonnes conditions.
« Nous avons réussi à dissimuler l’arme de telle manière qu’elle ne puisse être exposée que dans l’environnement présent à l’intérieur et autour d’une tumeur solide », explique-t-il. « Cela signifie que nous avons créé un type de nanorobot capable de cibler et de tuer spécifiquement les cellules cancéreuses. »
Le secret réside dans le faible pH, ou microenvironnement acide qui entoure généralement les cellules cancéreuses, qui active l'arme du nanorobot. Lors d'analyses cellulaires en éprouvette, les chercheurs ont pu montrer que l'arme peptidique est cachée à l'intérieur de la nanostructure à un pH normal de 7,4, mais qu'elle a un effet drastique destructeur de cellules lorsque le pH descend à 6,5.
Réduction de la croissance tumorale
Ils ont ensuite testé l’injection du nanorobot chez des souris atteintes de tumeurs du sein. Cette méthode a permis de réduire de 70 % la croissance tumorale par rapport aux souris ayant reçu une version inactive du nanorobot.
« Nous devons maintenant déterminer si cette méthode fonctionne dans des modèles de cancer plus avancés, plus proches de la maladie humaine réelle », explique Yang Wang, premier auteur de l’étude et chercheur au département de biochimie médicale et de biophysique de l’Institut Karolinska. « Nous devons également déterminer quels sont les effets secondaires de cette méthode avant de pouvoir la tester sur des humains. »
Les chercheurs prévoient également d’étudier s’il est possible de rendre le nanorobot plus ciblé en plaçant des protéines ou des peptides à sa surface qui se lient spécifiquement à certains types de cancer.
La recherche a été financée par la Fondation Knut et Alice Wallenberg, le Conseil européen de la recherche (ERC), le Conseil suédois de la recherche et l'Académie de Finlande. L'invention sera brevetée.
https://nyheter.ki.se/nanorobot-med-dolt-vapen-dodar-cancerceller