Des chercheurs du Karolinska Institutet en Suède ont développé des nanorobots qui tuent les cellules cancéreuses chez la souris. L’arme du robot est cachée dans une nanostructure et n’est exposée que dans le microenvironnement tumoral, épargnant ainsi les cellules saines. L’étude est publié dans la revue Nature Nanotechnologie.
Le groupe de recherche du Karolinska Institutet a déjà développé des structures capables d’organiser des récepteurs dits de mort à la surface des cellules, conduisant à la mort cellulaire. Les structures présentent six peptides (chaînes d’acides aminés) assemblés selon un motif hexagonal.
« Ce nanomodèle hexagonal de peptides devient une arme mortelle », explique le professeur Björn Högberg du département de biochimie médicale et de biophysique du Karolinska Institutet, qui a dirigé l’étude.
« Si vous deviez l’administrer comme médicament, il commencerait à tuer sans discernement les cellules du corps, ce qui ne serait pas une bonne chose. Pour contourner ce problème, nous avons caché l’arme dans une nanostructure construite à partir d’ADN. »
Création d’un « kill switch »
L’art de construire des structures à l’échelle nanométrique à partir de l’ADN comme matériau de construction s’appelle l’origami ADN et l’équipe de recherche de Högberg y travaille depuis de nombreuses années. Ils ont maintenant utilisé cette technique pour créer un « coupe-circuit » qui s’active dans les bonnes conditions.
« Nous avons réussi à dissimuler l’arme de telle manière qu’elle ne puisse être exposée que dans l’environnement présent à l’intérieur et autour d’une tumeur solide », explique-t-il. « Cela signifie que nous avons créé un type de nanorobot capable de cibler et de tuer spécifiquement les cellules cancéreuses. »
La clé réside dans le faible pH, ou microenvironnement acide qui entoure généralement les cellules cancéreuses, qui active l’arme du nanorobot. Lors d’analyses cellulaires dans des tubes à essai, les chercheurs ont pu montrer que l’arme peptidique est cachée à l’intérieur de la nanostructure à un pH normal de 7,4, mais qu’elle a un effet destructeur cellulaire drastique lorsque le pH descend à 6,5.
Croissance tumorale réduite
Ils ont ensuite testé l’injection du nanorobot chez des souris atteintes de tumeurs cancéreuses du sein. Cette méthode a entraîné une réduction de 70 % de la croissance tumorale par rapport aux souris ayant reçu une version inactive du nanorobot.
« Nous devons maintenant vérifier si cela fonctionne dans des modèles de cancer plus avancés qui ressemblent davantage à la véritable maladie humaine », déclare Yang Wang, premier auteur de l’étude, chercheur au Département de biochimie médicale et de biophysique du Karolinska Institutet. « Nous devons également découvrir quels sont les effets secondaires de la méthode avant de pouvoir la tester sur des humains. »
Les chercheurs prévoient également d’étudier s’il est possible de rendre le nanorobot plus ciblé en plaçant à sa surface des protéines ou des peptides qui se lient spécifiquement à certains types de cancer.
Plus d’information:
Un commutateur robotique à ADN avec affichage autonome régulé de nanomodèles de ligands cytotoxiques, La nanotechnologie naturelle (2024). DOI: 10.1038/s41565-024-01676-4 , www.nature.com/articles/s41565-024-01676-4