La nanomédecine

Publié le 29 mars 2016
       
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 1/50000ème 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 tissu ou organes humains endommagés ;
*         Et 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.
Dans ce cadre, le CEA-Leti a développé avec la société STMicroelectronics la plate-forme nanotechnologique InCheck, qui permet de détecter le virus H5N1 de la grippe aviaire. Ce micro-laboratoire décentralisé est capable d’effectuer un test génétique complet en seulement quelques heures; une opération qui auparavant demandait du temps, du personnel qualifié et différentes méthodes d’analyses !

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. Le projet Loccandia®, dans lequel des chercheurs du CEA-Leti collaborent, est un laboratoire sur puce pour le diagnostic du cancer du pancréas. Le but est d’analyser, dans des prélèvements sanguins, la présence de marqueurs spécifiques du cancer du pancréas grâce à l’utilisation de puces capables d’effectuer toutes les étapes nécessaires à la réalisation d’un diagnostic complet.

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.
En 2010, le CEA a crée une société start-up Fluoptics pour valider cliniquement, sur des patients humains, ses technologies d’imagerie optique per-opératoire, c’est-à-dire comme aide à la chirurgie.

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.

Dans le cadre d’une collaboration avec le CNRS, 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.

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Comment interpréter le résultat de sa prise de sang et mieux comprendre son bilan sanguin ?

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L’EFFET DE L’ALIMENTATION SUR LE SOMMEIL

Par complement-alimentaire-gr.fr le 08.04.2019 à 16h13

« Mens sana in corpore sano. » Nous ne démentirons pas cet adage qui, produit par la sagesse antique, a su traverser les siècles. L’alimentation de l’être humain a un impact direct sur sa santé en général et sur son sommeil en particulier. Les effets induits par certaines denrées sont connus de tous : excitation ou insomnie pour le café, le thé ; mauvaise digestion chez les plus petits pour les lentilles ou le chou ; etc. Tout le monde sait également, pour en avoir fait l’expérience, que trop manger le soir n’est propice ni à l’endormissement, ni à un sommeil de qualité. Pareillement, l’état de faiblesse supposé par un jeûne rigoureux peut, en cas de réveil, rendre le rendormissement difficile. En toute chose l’équilibre est difficile à conserver. Or, comme les Français manquent communément de sommeil et consomment à outrance des anxiolytiques (faits partiellement liés), il importe d’y remédier à la source : l’alimentation et le bien-être physique.

Une bonne nutrition pour un bon sommeil

La société française a beaucoup changé. Les repas jadis pris en famille, volontiers plus légers et composés d'aliments de première main, ont largement cédé la place au fast-food, aux produits transformés, aux plats déjà cuisinés, à une surabondance de calories (mais pas forcément de vitamines)… Une vie quotidienne trépidante, et des professions exigeantes, requièrent souvent un déjeuner à l'extérieur le midi, souvent bâclé. Ajoutez-y le stress du métro-boulot-dodo, la pollution urbaine, le bruit omniprésent de nos jours, la sollicitation continue représentée par les écrans et les nouvelles technologies : vous obtiendrez un cocktail explosif pour la santé physique et mentale. De fait, ce ne sont pas là les meilleurs ingrédients pour retrouver un sommeil réparateur. Et, malheureusement, mauvais sommeil rime souvent avec mal-être, voire dépression et maladies chroniques. Autant donc y remédier au plus vite !

Les trois principales causes d'un mauvais sommeil sont 1° l'anxiété, 2° le défaut d'activité physique et 3° une alimentation déséquilibrée. Nous n'insisterons pas davantage sur l'angoisse que ressentent nombre de personnes face à la vie moderne, qu'il s'agisse de la sphère privée, publique ou professionnelle. Quelques traits en ont déjà été décrits supra. En revanche, on n'insistera jamais sur le fait que de très nombreux métiers s'effectuent aujourd'hui en intérieur, assis, devant un écran d'ordinateur. Cette sédentarité professionnelle tend à se généraliser, et tranche avec les travaux des champs qui employaient par le passé en plein air la plus grande partie de la population. Parallèlement à cet état de fait, les nouveaux loisirs informatiques et audiovisuelles (Internet, cinéma, télévision…) n'incitent pas forcément à profiter de son temps libre pour s'aérer et faire du sport. Pourtant, c'est un effort à prendre sur soi : un peu de volonté y suffit. Non seulement un bon footing, régulier et dans les règles de l'art, permet de garder la ligne et de se remonter le moral, mais en plus il sollicite et détend l'ensemble de l'organisme, permettant un sommeil des plus sains dans la nuit qui suit… Qui ne l'a jamais expérimenté ?

Last but not least, l’alimentation est elle aussi une source de déséquilibre majeur, d’autant qu’elle peut venir renforcer encore les deux précédentes causes pointées du doigt ci-dessus : c’est un cercle vicieux. Quoi de plus désastreux que la théine ou la caféine (voire la nicotine) pour venir se greffer sur un état de stress chronique et un défaut de pratique sportive ? Les accros à ces excitants, ou à d’autres substances, sont encore nombreux, alors qu’il conviendrait au contraire de se tourner vers des aliments combattant le mal au lieu de l’accentuer. C’est à cette fin que des laboratoires commercialisent des compléments alimentaires qui, en fonction de leur composition, permettent de mieux lutter contre un mal en particulier. Il en existe pour combattre le stress, ou encore pour embellir cheveux et ongles, améliorer le confort digestif, mieux traverser la ménopause, gagner en tonicité, améliorer son sommeil, détoxifier son corps, réguler sa circulation sanguine… Des vertus qu’il est d’ailleurs possible de trouver auprès de certaines plantes qui, depuis des temps immémoriaux, infusent des tisanes toujours fort appréciées par l’humanité.

Se coacher pour améliorer son sommeil
Mais attention : si les compléments alimentaires et les infusions peuvent jouer un rôle primordial dans le recouvrement d’un sommeil de qualité, ces aides doivent s’accompagner d’efforts de la volonté. En outre, il est essentiel de veiller à la qualité des produits consommés : autant les choisir français et 100 % naturels (certains sont également sans gluten). Cette attitude peut facilement être étendue à toute la nourriture consommée quotidiennement : évitez au maximum les pesticides et les additifs, fuyez les produits transformés (considérés comme plus cancérogènes), diversifiez vos aliments. En bref, mangez sain et bougez !

Outre cet effort nutritif, quelques conseils pour bien dormir pourront vous aider. Certains émanent de l’Institut national du sommeil et de la vigilance (INSV) et mériteraient d’être mieux connus. Il faudrait notamment prendre exemple sur les poules, que nous moquons trop facilement, afin de se coucher tôt pour se lever plus tôt. Avant d’aller se dormir, il faut ménager un laps de temps important après le souper et éviter les excitants (dont font partie les écrans et les sollicitations digitales, bien entendu). D’une façon général, des horaires réguliers vous seront un précieux allié : notre psychisme aime bien les repères. Ajoutons, pour terminer, l’importance de l’environnement : une maison saine, une décoration qui plaise, des proches aimants, de la verdure, du bon air… Autant d’éléments pouvant isolément sembler anodins mais qui, pris ensemble, incarnent un poids colossal dans une existence humaine.

Le manque de sommeil est une catastrophe, à l’échelle individuelle aussi bien que familiale, sociale et nationale. Parmi ses conséquences délétères trop méconnues, il y a par exemple les accidents de la route, dont beaucoup sont provoqués par la fatigue : l’endormissement est à l’origine d’un accident mortel sur trois dans l’Hexagone. Il n’y a pas que l’alcool ou la vitesse ! Mais le manque de sommeil est également un risque supplémentaire pour le diabète et l’obésité (cf. étude du Réseau Morphée 2017, Dr Syvlie Royant-Parola), et bien d’autres maux que nous ne vous souhaitons pas…

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Les Nanoblades : des navettes pour opérer le génome

COMMUNIQUÉ | 27 MARS 2019 - 16H12 | PAR INSERM (SALLE DE PRESSE)

BIOLOGIE CELLULAIRE, DÉVELOPPEMENT ET ÉVOLUTION | IMMUNOLOGIE, INFLAMMATION, INFECTIOLOGIE ET MICROBIOLOGIE



Pour éditer le génome de façon précise, les chercheurs disposent désormais des « ciseaux génétiques » CRISPR/Cas9, outil très prometteur pour la thérapie génique. Le défi technologique aujourd’hui est d’amener cet outil jusqu’au génome de certaines cellules. Dans cet objectif, une équipe associant l’Inserm, le CNRS, l’Université Claude Bernard Lyon 1 et l’École normale supérieure de Lyon au sein du Centre international de recherche en infectiologie (CIRI) ont développé des capsules permettant d’amener CRISPR/Cas9 jusqu’à l’ADN cible : les Nanoblades. Décrites dans Nature Communications, elles ouvrent des perspectives pour la recherche sur l’édition du génome des cellules souches humaines.

Depuis 2012, la communauté scientifique dispose d’une méthode révolutionnaire pour « opérer » le génome de façon précise : le système CRISPR/Cas9. Ces ciseaux moléculaires sont capables de couper l’ADN à un endroit précis dans une grande variété de cellules. Ils offrent par conséquent des perspectives considérables pour la recherche et pour la santé humaine. Cependant, amener ces « ciseaux génétiques » jusqu’à leur cible – notamment le génome de certaines cellules souches – reste un défi technique.

C’est sur cette problématique que travaillent des équipes de recherche de l’Inserm, du CNRS, de l’Université Claude Bernard Lyon 1 et de l’École normale supérieure de Lyon qui ont développé les Nanoblades[1], des particules qui permettent de délivrer CRISPR/Cas9 dans de nombreuses cellules, y compris des cellules humaines.
Les scientifiques ont eu l’idée d’encapsuler le système CRISPR/Cas9 dans des structures ressemblant beaucoup à des virus et assurer ainsi sa livraison au sein d’une cellule cible, en fusionnant avec la membrane de cette dernière.  

Pour concevoir ces Nanoblades, les chercheurs ont exploité les propriétés de la protéine rétrovirale GAG, qui a la capacité de produire des particules virales non infectieuses car dénuées de génome. L’équipe de recherche a fusionné la protéine GAG d’un rétrovirus de souris avec la protéine CAS9 – le ciseau du système CRISPR. Cette nouvelle protéine dite « fusion » fait l’originalité des Nanoblades.

Par conséquent, et à l’inverse des techniques classiquement utilisées pour modifier le génome, les Nanoblades encapsulent un complexe CRISPR/Cas9 immédiatement fonctionnel ; elles ne délivrent donc aucun acide nucléique codant le système CRISPR/Cas9 dans les cellules traitées. « L’action de CRISPR/Cas9 dans les cellules est ainsi temporaire. Elle est également plus précise et préserve les régions non ciblées du génome, atout particulièrement important dans le cadre d’applications thérapeutiques », précisent les auteurs.
Enfin, les chercheurs ont utilisé une combinaison originale de deux protéines d’enveloppe virales à la surface des Nanoblades pour leur permettre d’entrer dans une large gamme de cellules cibles.

 Les scientifiques ont démontré l’efficacité des Nanoblades in vivo, dans l’embryon de souris, pour un large spectre d’applications et dans un large panel de cellules cibles où d’autres méthodes sont peu performantes. « Les Nanoblades s’avèrent notamment efficaces pour corriger le génome des cellules souches humaines, cellules d’un grand intérêt thérapeutique (notamment dans la reconstitution de tissus) mais restant difficiles à manipuler par les méthodes habituelles », précisent les auteurs de ces travaux.

[1] Les Nanoblades ont été testées chez la souris et brevetées en 2016 par Inserm Transfert.

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