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Un nouveau type de nanoparticules pour une interaction efficace et sûre avec les cellules et les virus

 

Francesco Stellacci et son équipe ont développé des nanoparticules capables de pénétrer dans les cellules de façon similaire aux virus. Ils montrent que ce mécanisme d’absorption permet de réduire l’effet toxique de la nanoparticule sur les cellules. Dans l'avenir, ce type de nanoparticules pourrait en conséquence être utilisé en médecine pour amener de manière efficace et sûre des agents actifs là où ils doivent agir.

Contexte (projet de recherche terminé)

Les virus sont experts pour s’introduire dans les cellules et y amener leur matériel génétique, afin d’utiliser les fonctions de la cellule hôte pour leurs propres fins. Avec son équipe de chercheur, Francesco Stellacci s’est fixé pour but de développer des nanoparticules dotées de caractéristiques similaires à celles des virus et donc à même de servir de transporteur sûr et efficace pour des principes actifs. Les nanoparticules classiques sont pour ainsi dire littéralement avalée par les cellules. Les nanoparticules sont en fait enveloppées par la membrane cellulaire et se retrouvent à l’intérieur de la cellule, captives de ce que l’on nomme les endosomes. Dans les endosomes, il se produit des réactions chimiques lors desquelles les nanoparticules libèrent des ions susceptibles d’avoir un effet toxique sur les cellules. Pour neutraliser ce mécanisme, Francesco Stellacci et son équipe ont développé des nanoparticules qui traversent la membrane cellulaire à la manière des virus et se retrouvent ainsi à l’intérieur de la cellule sans être captives des endosomes. Ils ont étudié en détail la voie d’absorption de ces nanoparticules par la cellule, ont observé la manière dont ces nanoparticules interagissent avec les protéines à l’intérieur de la cellule et ont analysé leur aptitude à transporter des agents actifs dans les cellules.

Résultats

L’équipe de Francesco Stellacci a développé et caractérisé un nouveau type de nanoparticules, composées d’un noyau de métal enveloppé d’une molécule organique. Ils ont pu montrer que ces nouvelles nanoparticules traversent la membrane cellulaire sans être enveloppées par elle et qu’elles se retrouvent ainsi à l’intérieur de la cellule, non captives des endosomes. Concrètement, ce mécanisme d’absorption a permis de réduire l’effet toxique des nanoparticules sur les cellules. Les nanoparticules ont pu être chargées de petites molécules, qui, par ce biais, ont été introduites efficacement dans les cellules. Dans un second volet d’expériences, les chercheurs ont modifié de manière ciblée la surface des nanoparticules. Cela leur a permis de modifier l’interaction des particules et donc de piloter de façon ciblée les modes d’action ou d’absorption des nanoparticules. Ils ont en outre testé l’interaction des nanoparticules avec les virus et ont découvert qu’elles sont capables d’inhiber partiellement les infections virales.

Importance

Ce projet a permis de développer des nanoparticules qui, grâce à une réduction des effets secondaires toxiques et une interaction optimale avec les protéines cellulaires, pourraient développer un important potentiel dans le domaine médical. Elles sont idéales pour assurer un transport sûr et efficace d’agents actifs ou pour inhiber des infections virales. Les résultats de ce projet fournissent des éléments précieux pour le développement futur de diverses méthodes de pharmacothérapie.

Titre original

Novel NPs for Efficient and Safe Drug Delivery

Direction du projet

  • Prof. Francesco Stellacci

 

 

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 Contact

Prof. Francesco Stellacci Laboratoire des nanomatériaux supramoléculaires et interfaces
EPFL - STI – IMX- SUNMIL
Bâtiment MXG / 030
Station 12
1015 Lausanne +41 21 693 73 95 francesco.stellacci@epfl.ch