Nanomédecine

   Les nanotechnologies permettent maintenant de penser à la médecine de demain, la nanomédecine. C'est un domaine susceptible de recevoir des innovations et modifications importantes au fil du temps. La nanomédecine comprend les diagnostiques, les traitements et la médecine régénérative. Le principe est d'agir directement sur les briques du vivant (biomolécules) par le biais d'outils de même taille tels que des nanocapteurs, des systèmes de visualisation ou encore des tissus synthétiques... Cette nouvelle méthode permet d'effectuer des diagnostiques et des traitements indolores.

 

ViRob :

  Le ViRob est un micro-robot qui fut d'abord présenté à la conférence ILSI-Biomed Israel 2009, par les chercheurs de la Medical Robotics Laboratory. Il n'a qu'un millimètre de diamètre pour 5 millimètres de longueur, et peut se déplacer à travers les vaisseaux et les cavités pour y insérer des médicaments ou tirer un microcatheter dans des zones plus difficiles d'accès.

le micro-robot ViRob 

"micro-robot ViRob"

  Les chercheurs prévoient également d'y ajouter des équipements comme des caméras et des pinces miniatures. Il est autonome et fonctionne sans batterie, ni moteur embarqué.

L'exploration du corps:

  Envoyer une micro-caméra au bout d'un fil pour explorer l'intérieur du corps est presque une technique du passé. Les chercheurs mettent aujourd'hui au point des capsules, des gélules ou encore des navettes qui se laissent porter par le simple transit naturel du corps. Ces nouveaux objets embarquent des capteurs pour collecter des informations, ou pour faire des prélèvements.

"nano-capsule"

Il est envisagé de construire de minuscules nano-robots, capables de se déplacer à l’intérieur du corps humain, voire dans les cellules du corps humain, à la recherche d’agents infectieux, de cellules cancéreuses, par exemple pour marquer celles à détruire par le système immunitaire, ou même pour les détruire directement.

nanorobot

nano-robot à la recherche d'agent infectueux

Ingénierie de transport:

L'approche nanométrique est susceptible de bouleverser l'utilisation des médicaments. En effet, d'une part, grâce à cette petite taille il est possible d'apporter les soins directement à l'organe visé ou à la cellule visée. D'autre part, à masse égale, plus une substance est contenue dans de petites particules, plus la surface totale possédant une activité biologique capable d'interagir avec les récepteurs (protéines capable de fixer une molécule informative) situés à la surface cellulaire augmente. D'où l'immense intérêt de réduire la taille des systèmes envisagés pour transporter le médicament jusqu'à son organe cible, par exemple sous la forme de minuscules bulles d'encapsulation de la molécule thérapeutique formées d'une couche de lipides (micelles) ou de plusieurs couches (liposomes), ou encore d'enveloppes de polymères biodégradables hérissés d'anticorps reconnaissant les cellules à cible. On entre là dans une ingénierie très fine des véhicules du "transport" moléculaire, qui doivent en même temps protéger les médicaments de la dégradation. Pour construire ces dispositifs, il est possible de s'inspirer des principes à l'œuvre dans les systèmes nanométriques du vivant, comme les ribosomes ou les complexes d'enzymes membranaires. A terme, on envisage même d'équiper ces nanoparticules de "commandes" de délivrance à distance, de manière à déclencher la libération du médicament (par exemple par ondes électromagnétiques ou stimulation infrarouge), une fois les véhicules parvenus à leurs cibles.

médicament encapsulé

médicament "encapsulé"

Les Biomatériaux:

Ces matériaux intelligents ont permis à la nanomédecine de connaître une percée spectaculaire dans le secteur des biopolymères. La soie, le collagène, la cellulose, l'élastine, sont des biomatériaux naturels connu depuis longtemps. Récemment, on s'est aperçu que des biomatériaux de synthèse pouvaient être utilisés pour traiter ou remplacer certains tissus, organes ou fonctions du corps. Par exemple, certaines capsules en polymères intelligents implantées dans l'organisme laissent passer des molécules capables de traiter en permanence des affections du corps. D'autres biomatériaux peuvent servir de prothèses, de valves cardiaques ou de membranes sélectives. Plusieurs laboratoires utilisent du collagène, de la cellulose ou même du corail comme matrice à partir de laquelle les cellules naturelles, en se divisant, reconstituent une partie abîmée ou manquante d'un organe. Par exemple des nez ont pu être reconstruits par croissance de cellules de la peau sur des matrices de ce type, constituant un échafaudage biodégradable. Des biomatériaux modifiés ou des polymères de synthèse exercent une influence directe sur les cellules qui les recouvrent en raison de leurs propriétés de surface. Des signaux moléculaires biologiques sont en effet intégrés à ces matériaux afin de leur conférer des caractéristiques de surface qui imitent des sites de reconnaissance naturels. Les cellules reconnaissent de tels signaux et se comportent comme dans l'organisme vivant. On peut ainsi diriger les cellules pour qu'elles se rassemblent ou s'organisent de manière programmée.

nanomédecine : application à la médecine de la nanotechnologie

biomatériaux

Actuellement, des équipes de chercheurs sont parvenues à faire croître des nerfs sectionnés en réalisant un pontage entre les deux extrémités nerveuses avec de tels matériaux intelligents.

Biologie:

La puissance conjointe de la microélectronique et de l'informatique est mise au service des disciplines de la biologie pour identifier les composants du vivant. Ainsi, des puces à ADN snt capables de réaliser toutes les tâches d'identification génétique. Ces dispositifs in vitro permettent d'analyser en quelques heures l'expression génétique d'une cellule grâce à des oligonucléotides fixés sur un support solide, activant un signal lumineux ou électrique lorsqu'ils reconnaissent la séquence d'ADN complémentaire. Inconnues il y a encore une dizaine d'années, ces puces sont maintenant largement utilisées pour diagnostiquer les perturbations de l'expression génétique dans les cellules de très petits échantillons qu'il était impossible d'analyser par les méthodes classiques – par exemple dans le cas de biopsies exécutées sur des patients atteints de cancer gastriques.

lecture d'une séquence d'ADN

identification de l'ADN

Retrouver la vue:

La nanomédecine serrait capable de redonner la vue, grâce à une micro-caméra jouant le rôle de la rétine. Cette micro-caméra, directement reliée au nerf optique, transformera les signaux lumineux en signaux électriques. Deux chercheurs américains, Alan et Vincent Chow, tentent eux de mettre au point la rétine artificielle. A base d'une nanopuce en silicium recouverte de millions de cellules photosensibles, elle sera capable de récupérer l'énergie du soleil pour produire des impulsions électriques.

 

 

La nanomédecine est une application pleine de promesses...



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