Colloque

Fonctionnalisation et application des nanoparticules luminescentes à conversion lumineuse ascendante dans le domaine biomédical

Résumé de la communication

Des nanomatériaux mesurant 1-100 nm et d'une taille similaire aux molécules biologiques tels que les enzymes, l'ADN, et macromolécules à la surface des cellules, sont des candidats idéals pour développer des nouveau nanosystèmes pour faciliter la vectorisation, la livraison de médicaments, le diagnostic et l'imagerie.

Notre group de recherche travaille avec une nouvelle classe des nanoparticules de lanthanide qui présente l'avantage unique de convertir la radiation dans le proche infrarouge et d'obtenir des photons de plus courte longueur d'onde dans le visible par l'absorption multiphotonique par le mécanisme «up conversion».

Ces nanoparticules possèdent des propriétés optiques très intéressantes pour l'imagerie de fluorescence comparées aux «quantum dots» car l'excitation dans le proche infrarouge assure une bonne pénétration de la lumière dans les tissus, élimine l'autofluorescence et évite la destruction du matériel biologique.

Cette présentation montre la synthèse des nanoparticules de lanthanide, la modification de la surface avec des ligands, l'incorporation des nanoparticules dans la silice, le greffage des molécules pour faciliter la vectorisation des cellules ainsi que l'utilisation des nanoparticules en imagerie des cellules, thérapie photodynamique et applications photophysiques «photoswitching» et «photochromic».

Résumé du colloque

Les nanomatériaux sont utilisés en recherche biomédicale et en médecine. Par exemple, des nanoparticules magnétiques permettent de suivre des cellules par imagerie de résonance magnétique; des particules poreuses permettent de livrer des médicaments de façon sélective pour certains organes; l’utilisation de nanoparticules d’argent est à l’étude, afin de contrôler la prolifération bactérienne; des particules pseudovirales sont utilisées pour le développement de nouveaux vaccins. Afin de pouvoir prendre toute leur place dans la médecine de demain, les différentes nanotechnologies doivent faire l'objet d'études approfondies : tout d'abord, la synthèse de ces produits doit être parfaitement reproductible; ensuite, les particularités de leurs propriétés physico-chimiques doivent être étudiées en profondeur et avec grande précision; la surface des nanoparticules et des nanomatériaux doit souvent être recouverte de molécules ou polymères permettant d'en augmenter la stabilité colloïdale et la biocompatibilité. Finalement, la stabilité chimique et colloïdale des particules et les mécanismes de dégradation des nanomatériaux doivent être étudiés en profondeur, et les risques de toxicité cellulaire, physiologique et histologique doivent être évalués. Ainsi, le domaine des nanoparticules et des nanomatériaux pour la médecine recèle des enjeux complexes et interreliés.

Les nouveaux systèmes de nanoparticules doivent cependant faire l’objet d’une évaluation attentive et poussée, afin de bien comprendre leurs mécanismes physico-chimiques et biologiques intrinsèques, leur biodistribution lorsque injectés dans un organisme, les potentiels risques de toxicité liés à leur utilisation dans le vivant, ainsi que leur impact éventuel dans la médecine diagnostique et thérapeutique de demain.