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Les nanotechnologies en débat


Les nanotechnologies
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Un textile qui ne se mouille pas

Un textile qui reste sec en toutes circonstances mis au point à l’Université de Zurich.

Des nano-origamis à partir de molécules d’ADN

Représentation d'un nano robot. © Oliver Burston, Wellcome Images Digital artwork/Computer graphic 2005

Représentation d'un nano robot. © Oliver Burston, Wellcome Images Digital artwork/Computer graphic 2005

Source : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/60229.htm
Des scientifiques de l’Université technique de Munich (TUM) et de l’Université d’Harvard ont développé des outils permettant de former des structures complexes à partir de courtes molécules d’ADN [1]. Ils détaillent dans la revue Science du 07 août 2009 [2] comment ils ont « plié » des molécules d’ADN de manière à former des structures en trois dimensions à la façon des origamis. Le biophysicien Hendrik Dietz, professeur à l’Université technique de Munich, explique que son objectif était de voir s’il était possible de programmer l’ADN pour qu’il s’organise de lui-même en structures de l’ordre du nanomètre présentant des angles et des courbures prédéfinies. Les expériences qu’il a conduites avec William Shih et Shawn Douglas de l’Université de Harvard ont montré que cela est possible. Les chercheurs espèrent maintenant pouvoir combiner ces éléments à des structures plus complexes et plus grandes.

L’ADN présente deux avantages en tant que « matériau » de construction à l’échelle du nanomètre. D’une par, c’est un matériau intelligent, non seulement robuste et flexible à la fois, mais aussi programmable à l’avance. D’autre part, ses propriétés sont bien connues puisque l’ADN fait l’objet d’études depuis des dizaines d’années. Les chercheurs Dietz, Douglas et Shih utilisent les deux principes élémentaires que sont l’organisation programmable des brins d’ADN (les doubles hélices s’arrangent selon des angles et des courbures prédéfinies) et l’ajout ou le retrait voulu de certaines paires de bases [3]. Le positionnement de ces paires de bases permet de déterminer les courbures de l’ADN. En ajoutant telle paire de bases, les chercheurs savent si la courbure de l’ADN se fera vers la droite ou vers la gauche, mais ils peuvent en plus contrôler de façon très précise son angle et atteindre ainsi des angles de courbure extrêmement faibles, de l’ordre de 6 nanomètres.

Crédit : © Technische Universität München

Pour leurs travaux, les scientifiques ont développé un logiciel graphique permettant de traduire en concepts graphiques la « programmation » de l’ADN par le positionnement de ses paires de bases. Des objets en trois dimensions sont créés à partir du choix minutieux du nombre de bases, de leur positionnement et de la longueur totale de l’hélice. La publication présente un grand nombre d’objets nanométriques et décrit en détails comme ils ont été planifiés, produits puis validés. Les chercheurs veulent par la suite générer des structures de plus en plus complexes. Les champs d’application de ces objets miniatures synthétisés à partir d’un matériau aussi fiable que l’ADN sont énormes.

Pour en savoir plus, contacts :
- [1] Voir l’article Wikipedia à l’adresse suivante :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_d%C3%A9soxyribonucl%C3%A9ique

- [2] « Folding DNA into Twisted and Curved Nanoscale Shapes », Dietz, Douglas & Shih – Science – 07/08/2009
- [3] Voir l’article Wikipedia à l’adresse suivante : http://fr.wikipedia.org/wiki/Paire_de_bases
- Prof. Hendrik Dietz, Département de physique, Université technique de Munich, James-Franck-Str. 1, D8548 Garching – tél : +49 89 289 12539, fax : +49 89 289 12523 – email : dietz@ph.tum.de – http://bionano.physik.tu-muenchen.de
Source : Communiqué de presse de l’Université technique de Munich – 07/08/2009
Rédacteur : Léna Prochnow, lena.prochnow@diplomatie.gouv.fr

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A voir aussi le site de l’Expo Nano à la Cité :

http://www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/expositions/nanotechnologies/index.html

L’utilisation des nano-matériaux dans la vie quotodienne demain :

Nanomédecine : des nanoparticules pour le traitement du cancer

Cellules sanguine dans un mélanome - Photo © K. Hodivala-Dilke & M. Stone, Wellcome Images

Formation de cellules sanguines dans un mélanome - Photo K. Hodivala-Dilke & M. Stone, Wellcome Images (cc)

Sciences physiques et nanotechnologies
Nanomédecine : des nanoparticules pour le traitement du cancer
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59206.htm

Une équipe interdisciplinaire de chercheurs du Brigham and Women’s Hospital (BWH) et du département Health Sciences and Technology de Harvard et du MIT dans le Massachusetts menée par Sudipta Basu, ont mis en évidence un nouveau moyen pour le traitement du cancer en ciblant directement les cellules malades. Le problème principal des traitements actuels contre le cancer est la dose des agents qu’il faut administrer (par intraveineuse ou oralement) car ils ne ciblent pas seulement les cellules malades mais tuent aussi les cellules en bonne santé. La stratégie des chercheurs est ici de couper la voie au développement des cellules cancéreuses, tout en leur administrant les agents cytotoxiques, c’est-à-dire les agents qui tuent ces cellules malades.

L’équipe a conçu des nanoparticules à partir d’un polymère biodégradable et biocompatible approuvé par la Food and Drug Administration américaine. Ces nanoparticules sont chimiquement modifiée pour cibler et inhiber la voie de signalisation des mitogen activated protein kinases (MAPK). L’activation de ces voies de signalisation est notamment responsable de la modulation de la transcription de gènes spécifiques, impliqués dans le contrôle de processus cellulaires comme la prolifération, la différenciation, l’apoptose ou les réactions inflammatoires. Cette modulation est l’aboutissement de cascades d’évènements complexes, dont le dérèglement est impliqué dans l’émergence de nombreux cancers. En inhibant ces voies, la prolifération des cellules cancéreuses est empêchée. Les cellules cancéreuses ciblées par les nanoparticules sont ainsi prédisposées aux effets cytotoxiques des agents de chimiothérapie. L’équipe de chercheurs a aussi modifié le polymère pour augmenter la charge de médicaments portée par les nanoparticules d’un facteur 20. Cibler les cellules cancéreuses seules et en les prédisposant à recevoir les agents chimiothérapiques grâce à ces nouvelles nanoparticules permettra d’utiliser des concentrations de médicaments bien plus faibles, et les patients souffriront de beaucoup moins d’effets secondaires.

Division d'une cellule cancéreuse dans le cancer du sein - Photo Dr David Becker, Wellcome Images (cc)

Division d'une cellule cancéreuse dans le cancer du sein - Photo Dr David Becker, Wellcome Images (cc)

Les résultats obtenus en laboratoire semblent très prometteurs. La combinaison des nanoparticules et du médicament Cisplatine, utilisé dans le traitement de nombreux cancers comme les cancers des testicules, de l’ovaire, de la sphère ORL, de l’oesophage, du col de l’utérus, de la vessie et les cancers de la peau, a prouvé son efficacité à empêcher le développement in vitro de cellules cancéreuses de la peau et du foie et même provoqué leur mort. Les chercheurs ont aussi appliqué la même combinaison sur des souris présentant des mélanomes : le développement de la tumeur a cessé et l’agent thérapeutique a ainsi gagné en efficacité. Dans le groupe de souris traitées avec les nanoparticules et le Cisplatine, la moitié ont vu leurs tumeurs régresser, contre aucune dans l’autre groupe traité avec le Cisplatine seul.

En empêchant systématiquement la prolifération des cellules cancéreuses avant de les tuer, la voie est ouverte au traitement de cancers les plus difficiles à soigner habituellement.

Pour en savoir plus, contacts :
Sur le Cisplatine : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/QUro1
Source : – Accès à la poblicationsur PNAS : « Nanoparticle-mediated targeting of MAPK signaling predisposes tumor to chemotherapy » – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/LKTjg
- « Researchers engineer nanoparticles for targeted delivery of chemotherapeutic drugs » – http://www.nanowerk.com/news/newsid=10725.php
Rédacteur : Alban de Lassus, deputy-phys@consulfrance-houston.org

L’ADN « déjoué » pour l’amener à jouer le rôle de composantes nano

Des chercheurs de l’Université McGill ont découvert une nouvelle méthode pour fabriquer des nanotubes, avec de l’ADN biologique…

Des nanotech pour la bio-compatibilité

La nano-médecine est appelée a révolutionner la santé dans les 15 prochaines années. Dernière trouvaille en date, celle d’une équipe de chercheurs multidisciplinaire de l’université de Montréal qui a utilisé un procédé utilisant en partie de récentes découvertes menées dans le domaine des nanotechnologies pour produire de nouvelles surfaces métalliques prometteuses. Ces dernières pourraient permettre d’obtenir des implants médicaux innovants, favorisant la guérison et facilitant l’acceptation des prothèses métalliques par le corps humain.

L’équipe d’Antonio Nanci*, professeur à la faculté de médecine dentaire de l’université de Montréal, explique avoir produit des métaux aux surfaces intelligentes qui interagissent positivement avec les cellules et aident à contrôler la réaction biologique de la guérison ». Par exemple, l’application d’acides et d’oxydants a permis de révéler des surfaces aux nano alvéoles caractéristiques de l’éponge, qui permettent une meilleur adhérence que les surfaces lisses habituelles, voire stimulent la croissance des cellules osseuses.

Des innovations qui devraient servir d’assise à la réalisation de nouveaux implants métalliques améliorés, lesquels « devraient augmenter significativement les chances de succès des prothèses orthopédiques, dentaires et cardio-vasculaires. »

* en collaboration avec l’université McGill, l’Institut national de la recherche scientifique (INRS-EMT), Plasmionique inc. et l’université de São Paulo.

Voir également sur le sujet, l’exposition de la Cité des sciences : Expo Nano
Image © Tim Fonseca, All Rights Reserved

 

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