Nouveau type de nanoparticules pour une administration efficace et sûre de médicaments 

Le but de ce projet est de développer et d'optimiser des nanoparticules (NPs) ayant des propriétés de type virus, et qui permettraient de libérer de manière ciblée et contrôlée des molécules thérapeutiques en traversant directement la membrane cellulaire de façon non-toxique. Ces NPs sont constituées d’un noyau métallique enrobés de molécules organiques et médicamenteuses.

Contexte
Les virus constituent des véhicules moléculaires très efficaces, capables de délivrer du matériel génétique au sein de cellules cibles. La médecine moderne tente de reproduire ces prouesses, par exemple en acheminant du matériel génétique dans une cellule cancéreuse pour en altérer le destin. Cependant, pour que cette intervention réussisse, il faut contourner le système immunitaire de l’hôte.
Ce projet a pour but de développer et optimiser des matériaux synthétiques analogues aux virus, capables d’acheminer efficacement et sans risques significatifs des substances médicamenteuses ou du matériel génétique au sein de cellules cibles, sans déclencher de réponse immunitaire importante ou un quelconque effet toxique. Pour ce faire, ce projet entend utiliser des nanoparticules (NPs) métalliques, enrobées de molécules organiques. Des recherches antérieures ont démontré qu’un mélange de molécules hétérogènes assemblées sur un noyau métallique peuvent se séparer pour adopter une forme longiligne larges de quelques molécules. Il en résulte des NPs « striée » qui présentent des propriétés extraordinaires : elles peuvent spontanément pénétrer au travers de la membrane cellulaire, de la même façon que certains virus, sans avoir recours à un mécanisme de pénétration actif et en réduisant au minimum les dommages à la cellule cible.

But
Concrètement, ce projet vise à étudier les effets de différents paramètres de synthèse sur la capacité des NPs à traverser la membrane cellulaire ; d’optimiser l’attachement d’un cargo (ADN, médicament) aux NPs et étudier le rôle du cargo sur la capacité de pénétration cellulaire du matériau ; de créer des structures similaires aux virus en assemblant des NPs avec des lipides synthétiques. Ce travail sera fait en collaboration avec le MIT (Cambridge, USA) pour les tests in-vivo et avec l’IIT (Lecce, Italy) pour les études de toxicité. La modélisation informatique sera réalisée à l’Université du Michigan (Ann Arbor).

Portée
La portée de ce projet pour la médecine réside en la création de véhicules moléculaires pour l‘administration de médicaments ayant des effets secondaires minimes ou nuls (par ex. de cytotoxicité), ce qui est d'une importance évidente, tout particulièrement en oncologie. D’autres aspects fondamentaux, tels que la compréhension des mécanismes permettant la pénétration cellulaire, contribueront au développement d’une base de connaissances théoriques et expérimentales pour créer une bibliothèque de nano-objets biocompatibles, capables d’acheminer un cargo dans une région spécifique d’un organisme vivant.

Titre original: Novel NPs for Efficient and Safe Drug Delivery

Octroi: CHF 300’000.-
Durée: 36 mois

Responsable du projet
- Prof. Francesco Stellacci