LES NANOSCIENCES et les nanotechnologies sont un secteur stratégique de la recherche très compétitif et en croissance rapide dans de nombreux domaines dont la médecine et la biologie.
Lorsqu’elles s’appliquent à la médecine, elles permettent d’innover dans les domaines de l’exploration et du diagnostic, des médicaments, des prothèses et de l’ingénierie tissulaire destinée à remplacer des tissus ou organes.
Comme l’a montré l’étude menée par le Comité Biotechnologies du Leem « applications des nanotechnologies à la médecine », les champs d’application des nanotechnologies s’étendent de la prévention jusqu’au suivi thérapeutique des patients.
Les nanotechnologies trouvent des applications dans différents domaines :
- la recherche de cibles thérapeutiques ;
- les moyens de délivrance de médicaments ou de gène (nano-aiguilles pour l’administration et le suivi de nanoparticules traversant la barrière hémato-encéphalique, nanotubes, nanovecteurs de thérapie génique) ;
- les tests diagnostic in vitro (puce à ADN ou à protéines, Lab-on-chip, puces à cellules) et in vivo [marqueurs d’imagerie (particules fluorescentes & luminescentes, traceurs radioactifs) dispositifs tels que les sondes endoscopiques, les cathéters avec des nanocapteurs, les capsules endoscopiques de vidéo] ;
- les matériaux implantables (coating d’implant, remplacement osseux, coating de stent ± capacités d’élution) ;
- les implants actifs (restauration de la vision, pacemakers, prothèses auditives, prothèses du genou, dispositifs de contrôle de la motricité).
Le passage à l’échelle nanométrique permet d’obtenir des outils de diagnostic et de thérapeutique miniaturisés plus spécifiques et plus sensibles.
• Qu’attendent les cliniciens de ces avantages ?
Les principales aires thérapeutiques qui peuvent bénéficier des applications des nanotechnologies en médecine sont l’oncologie, les maladies métaboliques, les maladies infectieuses, la cardiologie, l’hématologie et les maladies neurodégénératives.
Les attentes exprimées par les cliniciens sont les suivantes :
- en oncologie : de nouvelles approches thérapeutiques pour détruire les tumeurs, l’augmentation du temps de circulation de l’anticancéreux, la détection individuelle de cellules malignes ;
- en infectiologie : une augmentation du temps de circulation des agents anti-infectieux et la possibilité d’évaluer précocement les paramètres de la réponse inflammatoire et des maladies associées ;
- dans le domaine des maladies métaboliques : la mesure du taux de glucose en temps réel, l’encapsulation de cellules bêta ou d’îlots de Langerhans et la détection précoce des gangrènes ;
- en cardiologie : une diminution des rejets de greffe et une amélioration de la biocompatibilité des stents ;
- en hématologie : l’amélioration du suivi thérapeutique dans les cas des leucémies, le ciblage et l’élimination de la cellule maligne ou anormale dans les greffons ;
- dans le domaines de maladies neurodégénératives : le passage de la barrière hématoencéphalique, l’amélioration de l’efficacité de la délivrance de molécules thérapeutiques au niveau du système nerveux central et la stabilisation des molécules thérapeutiques.
• Représentation des nanoparticules en médecine.
Schématiquement, les nanoparticules en médecine sont composées de trois « couches » depuis l’intérieur vers l’extérieur :
- un matériau cur, généralement d’origine chimique ou métallique (colorant fluorophosphore, molécule thérapeutique quantum dot…) ;
- éventuellement des molécules biologiques qui peuvent être greffées sur la nanoparticule (ARN ou ADN, anticorps, hormone, facteur de croissance, agglutinine, enzyme) ;
- une capsule ;
Les nanoparticules se présentent sous différentes formes, elles peuvent être sphériques, cubiques ou en forme de tube.
Les différents types de nanoparticules - micelle, liposomes, nanoshells, nanoparticules magnétiques, quantum dots, dendrimères, nanotubes de carbone, nanocapillaires… - ont chacun leurs caractéristiques et leur application en thérapeutique et/ou dans le domaine du diagnostic.
• De nombreuses publications.
Depuis 1998 le nombre de publications dans le domaine des applications des biotechnologies à la médecine n’a pas cessé d’augmenter, les publications traitant des micelles et des nanotubes de carbone étant les plus nombreuses.
Cette évolution témoigne de l’intérêt croissant des scientifiques pour les nanomatériaux ayant des applications médicales.
Les nanotechnologies constituent un segment sur lequel la France est particulièrement bien placée avec des centres de recherches reconnues au plan international et de nombreuses équipes développant des projets en médecine, des structures dédiées et des sociétés spécialisées.
De nombreux industriels sont des acteurs dans le domaine des applications des nanotechnologies en médecine : Adamtech , Bioaliance Phama, Biomerieux, Cisbio, Flamel technologies, Fluigent, Gurbet, Ipsogen, Mesqual, Nano-h, Nanobiotix et Nanobiogene.
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