Nanotubes dérivés de plantes Fournir l'ADN personnalisé Livraison
La médecine personnalisée a pris un pas de plus à la réalité récemment avec le développement de nanotubes dérivés de plantes.
Ces nanotubes - minuscules structures plusieurs centaines de fois plus minces qu'un cheveu humain - perfectionner dans des tissus spécifiques dans le corps et de livrer leur cargaison, dans le cas de cette étude, un gène sain pour aider à remplacer une copie dysfonctionnelle. Les nanotubes ont de nombreux usages, tels que les médicaments de chimiothérapie délivrant directement à une tumeur. A partir de maintenant, la chimiothérapie est délivrée à l'ensemble du système et provoque souvent des dommages aux tissus sains. En utilisant cette méthode directe de livraison, la chimiothérapie peut maximiser son efficacité sur les tumeurs tout en minimisant des dommages aux tissus sains.
De nombreux laboratoires tentent de délivrer des gènes à l'aide de nanotubes à partir de matériaux différents - principalement de carbone ou de courtes chaînes d'acides aminés - mais ceux-ci sont les premiers nanotubes issus de matériel végétal.
Les résultats ont été publiés dans l'édition de Février Bio macromolécules.
Les recherches sur cette méthode de délivrance de gènes est dans les tout premiers stades. Labs expérimentent avec des cellules cultivées dans des boîtes de Pétri et les souris.
Dans un organisme vivant, les nanotubes seraient introduits dans la circulation sanguine où ils commenceront leur voyage vers le tissu affecté. Equipé d'une protéine "homing", les nanotubes ciblent le type cellulaire souhaité.
«Il existe toutes sortes de récepteurs à l'extérieur des cellules, comme des petits codes postaux. Ils définissent les différents types de cellules, de tissus ou d'organes à base de protéines qui sortent à l'extérieur de ces cellules", a déclaré Wilfred Vermerris, l'un de l'Université de la Floride chercheurs impliqués dans le développement des nanotubes.
La protéine de tête chercheuse sur le nanotube trouve une protéine spécifique dans un type cellulaire spécifique et se connecte avec elle dans un mécanisme de verrouillage et de clé. Une fois que la clé est dans la serrure, le nanotube pénètre dans la cellule et libère le gène.
Certaines maladies génétiques conduisent à des protéines non fonctionnelles dues à une pièce défectueuse de l'ADN. Ces nanotubes fournir la copie de travail de l'ADN pour agir comme un «chromosome satellite», selon Vermerris. Le nouveau gène ne remplace pas un gène dysfonctionnel; il fournit simplement la cellule avec un plan de travail pour une protéine, permettant à la cellule de continuer comme si de rien était. Mais les patients devraient recevoir des injections régulières des nanotubes afin pour eux de travailler.
Certains chercheurs utilisent des virus handicapés d'une manière similaire, mais le corps reconnaît souvent ces courriers viraux comme des envahisseurs étrangers et les détruit avant de pouvoir livrer leur cargaison. Les nanotubes de carbone déclenchent également le système immunitaire pour attaquer, mais pas aussi fortement que les virus, Vermerris dit. Il a ajouté que lui et son équipe espèrent que la familiarité du corps avec des polymères végétaux pourrait signifier que leurs nanotubes ne peuvent déclencher une réponse immunitaire minimale.
Vermerris estime que ses nanotubes dérivés de plantes peuvent offrir une alternative plus sûre et plus durable à leurs homologues de carbone.
Les nanotubes de carbone sont pointues et rigides, selon Vermerris. «Ils peuvent percer les cellules et les endommager de cette façon."
Les nanotubes de plantes sont plus doux et plus flexible que le carbone, ce qui leur permettrait de passer à travers le système circulatoire plus facilement.
Vermerris a également souligné que les chercheurs ne savent pas encore les effets à long terme des nanotubes de carbone dans le corps. "Sont-ils jetés par le corps dans l'urine ou les selles? Ou bien ils collent autour et commencer à faire des dégâts dans le corps?"
Vermerris et son équipe soupçonnent que leurs nanotubes à base de plantes se dégrader en toute sécurité dans le corps, mais ils doivent encore confirmer si tel est le cas.
Kostas Kostarelos, professeur de nanomédecine à l'Université de Manchester au Royaume-Uni, a rencontré les allégations de Vermerris avec un certain scepticisme.
Les nanotubes de plantes sont beaucoup plus longs et plus larges que les nanotubes de carbone, Kostarelos dit. Les nanotubes de carbone sont d'environ un micromètre de long, tandis que le nanotube de plante la plus courte est de 10 micromètres.
"Le plus épais du matériau et plus le matériau, plus il sera difficile pour le corps à traiter l'objet", a déclaré Kostarelos.
Nanotubes et d'autres objets tels que des fibres plus longues que deux à quatre micromètres peuvent provoquer une inflammation dans le tissu pulmonaire, par inhalation, Kostarelos dit. Mais si oui ou non des nanotubes - qu'ils soient végétaux ou à base de carbone - va causer des dommages à lorsqu'il est injecté dans la circulation sanguine des organismes vivants reste à voir.
"Les préoccupations sont légitimes, mais nous ne pouvons pas vraiment dire ce qui se passera jusqu'à ce que nous testons", a déclaré Vermerris.
L'équipe de Vermerris permettra de tester leurs nanotubes sur des souris afin d'évaluer leur efficacité et leur sécurité. Il a ajouté qu'il est convaincu que son équipe sera en mesure de faire des tubes à base de plantes plus petites, si besoin est.
Kostarelos a dit qu'il a été impressionné par l'idée de nanotubes «verts».
Les nanotubes proviennent de déchets produits par les usines de transformation pour le carburant. Vermerris dit que les nanotubes de plantes sont beaucoup moins chers que les nanotubes de carbone, qui coûtent actuellement 500 $ par gramme.
Pour l'instant, cependant, les nanotubes dérivés de plantes sont une nouvelle addition prometteuse dans le domaine de la nanomédecine.
