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Nanochirurgie par laser femtoseconde amplifié par nanoparticules d'or : un nanoscapel pour la médecine du 21e siècle

MM

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Michel Meunier : Polytechnique Montréal

Résumé de la communication

Un nouveau scalpel permettant des incisions nanométriques dans les cellules cancéreuses a été utilisé avec succès. Cette nouvelle technologie permet d'introduire des gènes dans les cellules cancéreuses afin de modifier leur comportement, sans pour autant affecter les cellules saines. Pour y parvenir, la membrane cellulaire est transpercée, forçant le transfert de gènes. Un laser à impulsions ultra-brèves est utilisé, de concert avec des nanoparticules métalliques d'or agissant comme de minuscules lentilles pour concentrer la lumière et perforer la membrane. Les résultats démontrent un très grand taux de perforation (70%), une très faible toxicité (<1%) ainsi qu'une efficacité trois fois supérieures à celles obtenues par une technique standard de lipofection. Les particules demeurent intactes suite au traitement. La compréhension des mécanismes physiques de perforation de la membrane est à l'étude. Les nanoparticules présentent une résonance plasmonique, permettant d'interagir de façon extrêmement localisée avec la matière. Suite à l'irradiation laser, un plasma électronique nanométrique est généré et excité autour des nanoparticules. Ce plasma, et non le chauffage des particules, est le principal responsable de la génération des bulles et permet aux nanoparticules de créer les bulles tout en restant intactes suite à l'irradiation. Les applications de ce nanoscapel de lumière pourraient s'imposer comme un outil important de la chirurgie.

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.

Contexte

section icon Thème du congrès 2013 (81e édition) :
Savoirs sans frontières
section icon Date : 6 mai 2013

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