Un nouveau développement dans la recherche biomédicale pourrait ouvrir la porte à de nombreuses nouvelles applications : des scientifiques de l’université de Bayreuth ont découvert que certains polymères, appelés polyanions, peuvent pénétrer dans les cellules d’une manière unique sans causer de dommages.
L’étude, qui a été publié dans la revue ACS Polymères Aupeut aider à transporter les substances actives dans les cellules de manière plus ciblée.
Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Meike Leiske, professeur junior de chimie macromoléculaire à l’université de Bayreuth, a étudié comment les polymères peuvent être utilisés pour administrer les principes actifs des médicaments exactement à l’endroit du corps où ils sont nécessaires.
À cette fin, ils ont produit un nouveau type de polymère fonctionnalisé par des acides aminés. Les acides aminés, composés organiques qui composent les protéines ou les hormones, par exemple, étaient attachés aux polymères. Ces nouveaux polymères peuvent se lier lentement aux cellules et s’accumuler dans la membrane cellulaire. Cela ouvre des possibilités passionnantes pour le développement de nouvelles applications médicales.
Dans l’étude actuelle du professeur Meike Leiske, professeur junior de chimie macromoléculaire à l’université de Bayreuth, des polyanions dérivés d’acides aminés et possédant différentes chaînes latérales alkyle ont été produits. Ces polyanions ont été produits à l’aide d’une méthode de synthèse chimique spéciale pour obtenir des propriétés définies.
Les chercheurs ont pu montrer que ces polymères ont une charge ionique similaire à celle des acides polyacryliques bien connus, mais qu’ils sont hydrophobes, c’est-à-dire solubles dans l’eau, de différentes manières.
Les interactions entre ces polyanions et les cellules ont été examinées en détail et il a été constaté que les polymères se lient lentement aux cellules et peuvent s’accumuler dans la membrane cellulaire. En particulier, les polyanions présentant une hydrophobie plus élevée présentaient une liaison plus forte aux cellules.
« Normalement, les polyanions interagissent très lentement, voire pas du tout, avec nos cellules car, comme notre membrane cellulaire, ils ont également une charge négative. En utilisant des acides aminés légèrement plus hydrophobes, nous avons pu concevoir les polymères de telle manière qu’ils intègrent eux-mêmes dans la membrane cellulaire – ce qui n’arrive normalement pas – avant d’être finalement absorbés », explique Leiske.
Cette recherche révolutionnaire montre le potentiel des polymères dérivés d’acides aminés naturels. La diversité de ces matériaux ouvre de nouvelles voies pour adapter leurs propriétés à différents usages médicaux.
« La découverte que les polyanions peuvent pénétrer dans les cellules de manière douce sans les endommager ouvre de nouvelles possibilités pour la recherche biomédicale. Cette découverte souligne que des polymères personnalisés, par exemple à base d’acides aminés, pourraient contribuer au développement d’approches innovantes pour des applications biomédicales. » dit Leiske.
Plus d’information:
Jonas De Breuck et al, Polyacrylamides anioniques dérivés d’acides aminés avec hydrophobicité – propriétés physicochimiques et interactions cellulaires sur mesure, ACS Polymères Au (2024). DOI : 10.1021/acspolymersau.3c00048