Dernière mise à jour : 11 août 2022

 ​Les nanotechnologies recouvrent l'ensemble des techniques, outils et procédés qui permettent de manipuler la matière à une échelle en dessous de la centaine de nanomètres. Le nanomètre est une unité de mesure aussi petite qu’un milliardième de mètre, soit 1/50 000^ème de cheveu ! Les nanoparticules ne sont donc pas visibles à l’œil nu. Et à cette échelle, certaines propriétés de la matière peuvent changer : c’est là tout l’intérêt des nano-objets. Aujourd’hui, l’intégration des nanotechnologies en médecine, appelée plus couramment la nanomédecine, permet d’apporter de nouveaux espoirs dans le domaine de la santé.

Discipline émergente, la nanomédecine se créé peu à peu une place en ouvrant de nouvelles perspectives sur des enjeux clefs :

• optimiser la délivrance du médicament, en ciblant spécifiquement des tissus ou des cellules,
• mieux contrôler la vitesse de libération du médicament dans l’organisme,
• offrir des voies de détection précoce et précise des maladies.

Des nanoparticules au service de la santé

Les applications médicales des nanotechnologies s’avèrent très prometteuses du fait de la possibilité offerte, par la miniaturisation et l’ultra-miniaturisation, d’interagir de façon ciblée avec des entités biologiques telles que les tissus, les cellules, et même les molécules. Les nanotechnologies constituent donc un véritable espoir dans le développement de nouvelles techniques médicales de diagnostic, de thérapie ou de suivi des patients.

Actuellement, la nanomédecine intervient dans plusieurs domaines :

• Le diagnostic qui mène à l’identification d’une maladie grâce à la détection de symptômes spécifiques de la pathologie
  
• La thérapie, traitement spécifique d’une maladie
• La médecine régénérative qui vise à permettre une régénération de tissus ou organes humains endommagés
• Les systèmes de capteurs, ensemble d’interfaces détectant, sous la forme d’un signal électrique, un phénomène physique afin de le représenter et d’acquérir des données sur ce dernier

Les nanomédicaments sont soumis aux mêmes contraintes réglementaires que les médicaments classiques avant attribution d’une autorisation de mise sur le marché (AMM), impliquant particulièrement l’évaluation du service médical rendu et des effets indésirables éventuels.

Des outils d’analyse, de diagnostic et de traitement plus performants

Améliorer le diagnostic in vitro

La miniaturisation offerte par les microsystèmes et les nanoparticules permet de capter, isoler et mesurer des biomarqueurs, c’est-à-dire des molécules témoins précoces du développement d’une maladie. Ces biomarqueurs peuvent être mesurés in vitro à partir d’un échantillon biologique humain – sang, salive, urine, larme – ou in vivo c’est-à-dire directement dans le corps du patient. Rendre accessible les technologies d’analyses in vitro à du personnel non spécialisé tel que des médecins généralistes ou des infirmières constituerait un gain de temps et aiderait au diagnostic précoce.

Associer les labopuces au diagnostic

Véritables laboratoires d’analyse biologiques miniatures, les labopuces sont des dispositifs qui rassemblent des composants microélectroniques, optiques et logiciels. Objectif : établir des diagnostics précoces pour prévenir le plus tôt possible l’apparition de maladies aussi graves que le cancer. Ainsi, le diagnostic précoce permettra d’adapter le traitement en fonction, d’une part, des spécificités de la maladie, et en fonction, d’autre part, des caractéristiques de l’individu atteint.

Les progrès de l’imagerie moléculaire

L’imagerie moléculaire, en particulier l’imagerie optique de fluorescence, permet d’envisager le ciblage et la détection précise d’organes ou de cellules spécifiques, comme des cellules cancéreuses. Elle permettra ainsi la détection précoce et de plus en plus précise des tumeurs, à un stade indécelable via les méthodes classiques, ainsi que le guidage des biopsies et de certains gestes chirurgicaux. Le CEA figure parmi les organismes les plus avancés pour la mise au point de systèmes combinés d’imagerie en 3 dimensions et de nanoparticules fluorescentes. En février 2007, le CEA-Leti a livré à un institut de recherche sur le cancer, l’IAB (Institut Albert Bonniot – UJF/INSERM-U823 – Grenoble), ainsi qu’à d’autres partenaires institutionnels, un tomographe optique pour effectuer des mesures de l’évolution des tumeurs profondes par fluorescence in vivo sur le rongeur. Cet appareil permet de suivre en temps réel la distribution de médicaments marqués par fluorescence et guidés par des nanoparticules vers l’organe ciblé.

L'IMAGERIE DE FLUORESCENCE DE LA START-UP FLUOPTICS©

Fruit de plus de 10 ans de recherche dans les laboratoires du CEA, l’imagerie de fluorescence de la start-up FLOPTICS©, créée en 2009 par Odile Allard et Philippe Rizo  permet au chirurgien de voir des structures ou des lésions qu’il ne peut discerner à l’œil à nu. 

Le processus : le chirurgien injecte au patient un traceur fluorescent non radioactif capable de se fixer sur les zones d’intérêt. A l’aide de la caméra optique conçue par l’entreprise, baptisée FLUOBEAM®, le chirurgien peut alors révéler le marqueur et localiser facilement ce qu’il cherche. FLUOBEAM® est comme un œil supplémentaire pour les chirurgiens.

Son utilisation actuelle : chirurgie de la thyroïde au cours de laquelle les parathyroïdes, des petites glandes de quelques millimètres, doivent être préservées ; chirurgie des cancers du sein pour identifier les ganglions atteints par les cellules cancéreuses, examen du foie pour repérer des lésions cancéreuses. 

FLUOBEAM® LX au bloc opératoire © FLUOPTICS

Traiter les maladies cérébrales et les maladies émergentes

La nanomédecine, et plus particulièrement les nanovecteurs, permettent d’améliorer le ciblage des médicaments vers les tissus malades, tout en réduisant les effets indésirables et les dégâts sur les tissus sains.

Les progrès recherchés portent aussi sur des diagnostics plus précoces, plus précis et plus rapides. La thérapie pourra ainsi être adaptée et personnalisée.

La vectorisation des médicaments

Actuellement testés par les chercheurs du CEA, des nanotransporteurs, particules très petites, pourraient d’une part, franchir certaines barrières biologiques, et, d’autre part, permettre aux médicaments qu’ils contiennent d’atteindre leur cible dans l’organisme en limitant les effets indésirables. En effet, le ciblage permet de limiter beaucoup les quantités de médicament à apporter à l’organisme pour obtenir localement la dose efficace. Il permet également de limiter les effets secondaires sur des organes non ciblés et in fine réduit la dose de médicaments au juste niveau nécessaire.

Depuis plusieurs années, le CEA-Leti développe des nanoémulsions, les Lipidots®. Formées de gouttelettes d’huile de même taille en solution, le cœur de ces nanoémulsions peut contenir des substances actives. Non toxiques, ces nanoparticules d’huile, chargées en médicament, traversent certaines barrières biologiques pour atteindre directement la tumeur à traiter.