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En direct des laboratoires de l'institut de Chimie

 

Des nanoparticules biodégradables multifonctionnelles pour cibler les cancers et la maladie d’Alzheimer

 

L’adressage (ou délivrance spécifique) de molécules thérapeutiques vers un organe, un tissu, une cellule malade, voire même une cible moléculaire, constitue aujourd’hui un défi majeur pour le traitement des maladies humaines, notamment infectieuses, cancéreuses, neurodégénératives, ou d’origine génétique. Dans cette optique, les chercheurs de l’Institut Galien Paris-Sud de Châtenay-Malabry (CNRS/Université Paris-Sud 11) ont mis au point des nanoparticules biodégradables et multifonctionnelles capables de cibler spécifiquement les cellules cancéreuses, ainsi qu’un biomarqueur majeur de la maladie d’Alzheimer, simplement en jouant sur la nature du ligand greffé à leur surface. Ces recherches viennent d'être publiées dans la revue ACS Nano.

 

L’utilisation récente des nanotechnologies dans le domaine biomédical, couramment dénommée ‘nanomédecine’, a conduit à de nombreuses avancées technologiques, notamment dans la conception de nano-transporteurs (1) capables d’exercer des effets thérapeutiques lorsque ces derniers sont chargés en principes actifs. Néanmoins, sans fonction chimique appropriée à leur surface, ces nanomédicaments sont rapidement détectés par le système immunitaire et ne peuvent alors pas atteindre d’autres organes, tissus ou cellules, autres que ceux situés au niveau du foie et de la rate. Afin de rendre ces nanovecteurs plus "furtifs" vis-à-vis de ces mécanismes de reconnaissance, il est possible de modifier leur chimie de surface en les recouvrant d’une couche de polymère hydrophile et biocompatible, appelé le poly(éthylène glycol) (PEG). Ces vecteurs, dits "PEGylés", présentent alors une rémanence vasculaire prolongée, ce qui augmente leur probabilité de traverser des endothéliums vasculaires de perméabilité accrue comme ceux localisés au niveau des tumeurs ou des foyers infectieux. On appelle cela le ciblage passif.

 

Lorsque ces nanovecteurs sont décorés de ligands (anticorps, peptides, sucres, vitamines), ils sont alors capables de reconnaître de manière sélective des antigènes ou des récepteurs qui sont hyper-exprimés à la surface des cellules cibles (cellules cancéreuses, cellules infectées, etc.), on parle alors de ciblage actif. C’est dans ce contexte que des chercheurs de l’institut Galien - Paris-Sud ont conçu un système nanoparticulaire à la fois biodégradable, PEGylé et fonctionnalisable à façon par des ligands biologiquement actifs. Ces nanoconstructions sont réalisées à la manière d’un légo, en fonction la pathologie envisagée. Il en résulte donc une plate-forme nanoparticulaire très flexible et potentiellement adaptable à de nombreuses maladies suivant le choix du ligand. Ces nanoparticules peuvent également encapsuler des principes actifs qui ont pour objectif de détruire les cellules malades dès que le nanotransporteur sera arrivé au site d’action et aura libéré son contenu médicamenteux. En ce qui concerne plus spécifiquement la maladie d’Alzheimer, les chercheurs ont cette fois décoré leurs nanoparticules par des molécules de curcumine ou par un anticorps reconnaissant spécifiquement le peptide beta-amyloïde 1-42. Ils ont constaté que les nanoparticules ainsi fonctionnalisées sont capables d’interagir fortement avec le peptide beta-amyloïde et de le capter. Cela permet non seulement de ralentir sa cinétique d’agrégation (qui conduit à la formation d’oligomères, espèces neurotoxiques) mais également de diminuer sa toxicité vis-à-vis des cellules neuronales. Ces découvertes laissent entrevoir l’opportunité de pouvoir "nettoyer le sang" de ces peptides et ainsi limiter la formation des plaques séniles au niveau du cerveau, voire de la diminuer.

Représentation schématique des nanoparticules biodégradables multifonctionnelles et de leur application pour le ciblage de cellules cancéreuses (gauche) et du peptide beta-amyloïde 1-42, biomarqueur de la maladie d’Alzheimer (droite). © Julien Nicolas

 

 

 

Notes

1 nanomètre (nm) = 10-9 mètre (m)

(1) Ces nano-transporteurs lipidiques, polymériques ou inorganiques, sont de tailles comprises entre 10 et 300 nm

 

Référence

Benjamin Le Droumaguet, Julien Nicolas, Davide Brambilla, Simona Mura, Andrei Maksimenko, Line De Kimpe, Elisa Salvati, Cristiano Zona, Cristina Airoldi, Mara Canovi, Marco Gobbi, Magali Noiray, Barbara La Ferla, Francesco Nicotra, Wiep Scheper, Orfeu Flores, Massimo Masserini, Karine Andrieux, Patrick Couvreur.
Versatile and efficient targeting from a single nanoparticulate platform: Application to cancer and alzheimer’s disease.

ACS Nano. 2012, DOI: 10.1021/nn3004372.

 

Contact chercheur 

Julien Nicolas , Institut Galien Paris-Sud, Chatenay-Malabry
Tel : 01 46 83 58 53
Courriel : julien.nicolas@u-psud.fr


Contacts institut

Christophe Cartier dit Moulin, Jonathan Rangapanaiken

 

24 juillet 2012

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