Nanotechnologies et médecine : une révolution annoncée

Le monde des nanotechnologies offre des champs d’application d’une diversité folle. C’est notamment le cas au niveau médical. La performance des soins, les possibilités de reconstruction et d’innovations médicamenteuses laissent entrevoir des perspectives spectaculaires. Mais se pose la question des limites à imposer, des barrières éthiques. Aujourd’hui, la nanomédecine avance. Les résultats et les promesses sont au rendez-vous.

L’application des nanotechnologies au domaine médical est en phase de révolutionner la pratique des soins médicaux dans le monde entier. La cause principale de cette révolution, c’est la taille des outils construits, qui permet d’appréhender, de diagnostiquer et aussi de combattre la maladie. Tout cela avec une précision et une efficacité nouvelles.

Quels domaines de la médecine sont concernés par les nanotechnologies ?

Des recherches au niveau de la réparation tissulaire, de l’amélioration des facultés, figurent parmi les pistes explorées avec le plus grand sérieux et la perspective de résultats est insoupçonnable. Plus près de nous, les nanotechnologies donnent aux chercheurs des armes supplémentaires pour se battre contre les maladies, et bien sûr les cancers. La recherche génomique, la bioinformatique et la conception rationnelle de médicaments assistée par ordinateur participent à la création de nouvelles classes thérapeutiques

Quelles sont les applications ?

A ce jour, plusieurs types d’applications de nanomédicaments existent ou sont envisagés : médicaments et agents actifs, surfaces adhésives médicales anti-allergènes, médicaments sur mesure délivrés uniquement à des organes précis… D’ici à 2015, la National Science Foundation des États-Unis prédit que la nanotechnologie produira la moitié de la gamme des produits pharmaceutique. Mais ce n’est pas tout : les applications concernent aussi bien les appareils et moyens de diagnostic miniaturisés, les implants munis de revêtements améliorant la biocompatibilité et la bioactivité. La thérapie génique offre également un large champ d’applications: nanovecteurs pour transfert de gènes, microchirurgie… Enfin, en ce qui concerne la médecine réparatrice, la recherche sur les nano-implants et les prothèses pourrait aboutir à des applications révolutionnaires.

Quels sont pour l’instant les résultats des recherches ?

Patrick Couvreur est directeur de l’unité « Physico-chimie, pharmacotechnie, biopharmacie » de Châtenay-Malabry. Spécialiste et passionné par les nanotechnologies depuis plus de 25 ans, il a notamment étudié la vectorisation des médicaments, via les nanotechnologies. Il s’agit d’une technologie tout à fait nouvelle dans l’adressage des médicaments. Concrètement, l’association d’un médicament à une nanoparticule (le plus souvent un biopolymère issu de la chimie de synthèse) permet, grâce à des marqueurs spécifiques, d’adresser le médicament vers l’organe qui en a besoin. Autre exemple, au niveau du combat contre le cancer : l’utilisation des nanotechnologies permet de repérer plus précisément les tumeurs. Dans ce cadre, l’utilisation d’outils puissants, tels que le microscope à effet tunnel (MET), le microscope à force atomique (MFA), l’avènement des biopuces, des biotransistors et de l’électronique moléculaire, ouvrent des voies nouvelles pour la mise au point de tests de diagnostic, et de puces implantées destinées à modifier certaines fonctions métaboliques ou à corriger des handicaps.

Quels types de nanoparticules sont utilisés pour la fabrication de médicaments ?

Reprenons l’exemple de l’adressage des protéïnes. Les nanoparticules utilisées ici ont une taille de 0,1 ou 0,2 microns, et sont préparées avec des produits biodégradables. Les systèmes ainsi obtenus rentrent de manière assez profonde dans les tissus, compartiments cellulaires (et sub-cellulaires). Bien entendu, on doit avoir recourt à des biopolymères qui vont être biodégradés, pour éviter tous les problèmes de toxicité qui pourraient se poser par accumulation. Il existe deux types de systèmes nanoparticulaires qui vont permettre l’adressage moléculaire des médicaments :

• les systèmes réservoirs ou nanocapsules. Issus de la chimie de synthèse, ils vont en quelque sorte transporter le médicament directement sur le site d’action.
• Les systèmes matriciels, eux, sont issus de la chimie de synthèse. Ils forment un enchevêtrement de chaînes polymères et le médicament va être dispersé à l’état moléculaire dans cette matrice polymère. C’est en se dégradant que cette matrice va libérer le médicament sur le site d’action.

Quelles matières présentent des propriétés intéressantes pour la recherche médicale ?

Les nanoparticules d’or sont plébiscités par les biologistes. L’or est un métal noble, réputé non toxique, même à l’échelle nanométrique. De plus, les nanoparticules d’or ont une excellente stabilité et leur réponse optique ne présente pas de fluctuations dans le temps. En revanche, elles absorbent très peu la lumière et nécessitent a priori d’être combiné à des agents contrastants. Grâce aux nouvelles méthodes de microscopie optique ultrasensible, il est devenu possible de mesurer un taux extrêmement faible d’absorption lumineuse, et donc de détecter des nanoparticules d’or avec une très faible puissance lumineuse ce qui laisse envisager de nombreuses applications en imagerie. La liste est longue car chaque matière possède des caractéristiques particulières quand on se place au niveau de l’atome, ce qui est le cas pour les nanotechnologies.

Quelles perspectives pour les années à venir ?

Le marché combiné de la nanomédecine (administration de médicaments, thérapeutique et diagnostic) atteindra 10 milliards de dollars en 2010. La National Science Foundation des Etats-Unis. prédit que la nanotechnologie produira la moitié de la gamme des produits pharmaceutiques d’ici 2015. Au niveau de la recherche, le potentiel semble infini, et les innovations s’enchaînent. Récemment, on s’est par exemple aperçu que des biomatériaux de synthèse pouvaient être utilisés pour traiter ou remplacer certains tissus, organes ou fonctions du corps. Par exemple, certaines capsules en polymères intelligents implantées dans l’organisme laissent passer des molécules capables de traiter en permanence des affections du corps. Le laboratoire Oak Ridge National Laboratory (ORNL) fabrique, lui, des nanosondes mille fois plus fines qu’un cheveu capables d’interagir avec les cellules et les globules rouges. A l’image des implants artificiels, ces nanorobots bioélectroniques permettent de réguler certaines fonctions métaboliques déficientes.

Qu’est-ce que l’AFH ?

L’AFH, ou amélioration des facultés humaines, est peut-être le domaine dans lequel la nanomédecine aura le plus d’impact. Combinée à d’autres technologies nouvelles, la nanomédecine permettra en principe de modifier la structure, la fonction et les capacités du corps et du cerveau humains. Dans un avenir proche, les AFH nanos vont gommer la frontière entre thérapie et amélioration. Cela peut littéralement métamorphoser la notion de santé ou d’humanité.

Quels sont les risques ?

Paradoxalement, on connait très peu l’impact sur la santé et l’environnement des nanomatériaux utilisés pour mettre au point les nanomédicaments. L’insuffisance des recherches en toxicologie, même si ce phénomène à tendance à évoluer, ne nous offre pour le moment pas toutes les garanties. Même si on commercialise déjà des nanoproduits (y compris des nanomédicaments), aucun Etat ne dispose d’une réglementation pour régir des questions de sécurité fondamentales à l’échelle nanométrique. Selon une étude publiée par l’INRS [1], spécialisé dans la prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles, ces minuscules particules mille fois plus petites que le diamètre d’un cheveux (10 à 100 nm) pénètrent mieux dans les poumons, les microfissures de la peau et probablement dans le cerveau que les particules plus grosses. Connaissant ce risque, déjà mis en évidence en 2003, l’INRS appelle aujourd’hui à une prévention accrue sur le lieu de travail. « Certaines particules ultra-fines peuvent être plus dangereuses que des particules plus grosses de la même matière » et ont des propriétés spécifiques encore mal connues, soulignent les chercheurs. Ce qui ne va pas sans poser des problèmes éthiques.

[1] INRS : prévention des risques professionnels

P.T