Transformer les globules blancs en microrobots médicinaux avec de la lumière

Les microrobots médicinaux pourraient aider les médecins à mieux traiter et prévenir les maladies. Mais la plupart de ces appareils sont fabriqués avec des matériaux synthétiques qui déclenchent des réponses immunitaires in vivo. Aujourd’hui, pour la première fois, des chercheurs faisant rapport dans Sciences centrales de l’AEC ont utilisé des lasers pour contrôler avec précision les neutrophiles – un type de globule blanc – en tant que microrobot naturel et biocompatible chez les poissons vivants. Les « neutrobots » ont effectué plusieurs tâches, montrant qu’ils pourraient un jour délivrer des médicaments à des endroits précis du corps.

Les microrobots actuellement en développement pour des applications médicales nécessiteraient des injections ou la consommation de gélules pour les faire pénétrer à l’intérieur d’un animal ou d’une personne. Mais les chercheurs ont découvert que ces objets microscopiques déclenchent souvent des réactions immunitaires chez les petits animaux, entraînant l’élimination des microrobots du corps avant qu’ils ne puissent effectuer leur travail. L’utilisation de cellules déjà présentes dans le corps, telles que les neutrophiles, pourrait être une alternative moins invasive pour l’administration de médicaments qui ne déclencherait pas le système immunitaire. Ces globules blancs captent déjà naturellement les nanoparticules et les globules rouges morts et peuvent migrer à travers les vaisseaux sanguins vers les tissus adjacents, ils sont donc de bons candidats pour devenir des microrobots.

Auparavant, les chercheurs ont guidé les neutrophiles avec des lasers dans des plats de laboratoire, les déplaçant comme des « neutrobots ». Cependant, les informations sur le fonctionnement de cette approche chez les animaux vivants manquaient. Ainsi, Xianchuang Zheng, Baojun Li et leurs collègues ont voulu démontrer la faisabilité des neutrobots à lumière chez les animaux utilisant des poissons zèbres vivants.

Les chercheurs ont manipulé et manœuvré les neutrophiles dans les queues de poisson zèbre, en utilisant des faisceaux laser focalisés comme pinces optiques à distance. Le microrobot piloté par la lumière pourrait être déplacé jusqu’à une vitesse de 1,3 µm/s, ce qui est trois fois plus rapide qu’un neutrophile se déplace naturellement. Dans leurs expériences, les chercheurs ont utilisé les pincettes optiques pour contrôler précisément et activement les fonctions que les neutrophiles effectuent dans le cadre du système immunitaire. Par exemple, un neutrobot a été déplacé à travers une paroi de vaisseau sanguin dans les tissus environnants. Un autre a ramassé et transporté une nanoparticule de plastique, montrant son potentiel de transport de médicaments. Et quand un neutrobot a été poussé vers des débris de globules rouges, il a englouti les morceaux. Étonnamment, en même temps, un neutrophile différent, qui n’était pas contrôlé par un laser, a essayé d’éliminer naturellement les débris cellulaires.

Parce qu’ils ont réussi à contrôler les neutrobots in vivo, les chercheurs affirment que cette étude fait progresser les possibilités d’administration ciblée de médicaments et de traitement précis des maladies.