Publié le 21 février 2019
Les systèmes d'administration intracellulaire sont d'une grande importance pour la recherche biomédicale clinique et de laboratoire. Reconnaissant cela, une équipe de chercheurs de l'Académie des sciences de Russie (Moscou, Russie) a mis au point une méthode de synthèse de nanoparticules en forme d'étoile basée sur l'irradiation laser. Une large gamme de conditions personnalisables offre la possibilité de créer un environnement confortable pour la distribution de différentes substances à différents types de cellules.
Dans leur étude, les chercheurs ont mis au point une méthode d'administration utilisant des nanoparticules d'or à pointes aiguës. Les chercheurs les ont obtenues en réduisant les ions d'or sur des embryons sphériques du même métal. Après cela, les nanostars ont été déposés sous la forme de couches simples sur la surface en plastique et recouverts de cellules. Le pointeur laser a provoqué le déplacement des ondes électromagnétiques à la surface de la nanoparticule, transportant ainsi des substances dans la cellule.
Les scientifiques ont utilisé de l'ADN circulaire avec un gène codant pour une protéine fluorescente (pGFP) pour tester l'efficacité de la méthode développée. Leur objectif était d'introduire ces molécules dans des cellules HeLa: des lignées de cancer du col utérin. Cette combinaison de cellules modèles et de l'objet livré a été choisie en raison de l'utilisation fréquente des cellules HeLa dans les études cliniques et biochimiques, ainsi que de la simplicité des tests car les cellules auxquelles le pGFP a été livré sont rougeoyantes. L’efficacité de la méthode développée pour les cellules modèles s’est avérée supérieure à 95%. La création de conditions favorables aux cellules a conduit à une survie presque absolue (environ 92%), alors qu’après l'administration de l'agent chimique TurboFect, environ 75% des cellules ont survécu.
La méthode des chercheurs est plus simple et moins chère que les systèmes commerciaux traditionnels pour la délivrance de molécules dans la cellule. Parmi les autres avantages, il y a l'absence de contact direct des substances cibles et des cellules avec les nanoparticules, ce qui réduit le risque d'endommagement des cellules et des substances libérées. De plus, la surface enrichie en nanostars crée des conditions confortables pour la croissance et l’adhésion des cellules (fixation des cellules entre elles et à la surface). Cela rend la méthode applicable pour délivrer une large gamme de molécules à différentes cellules.
«Nous avons développé et optimisé une nouvelle plate-forme de création de pores dans les cellules à base de monocouches de nanostars d'or utilisant un rayonnement laser continu. Cette méthode permet de produire une libération intracellulaire très efficace de diverses substances dans des conditions délicates. Nous supposons que les méthodes utilisant De telles nanoparticules peuvent constituer une alternative aux technologies existantes de délivrance intracellulaire de biomolécules destinées à la thérapie génique, à l'application ciblée de médicaments, à l'obtention de cultures de cellules modifiées et à d'autres recherches biomédicales », explique Timofey Pylaev, l'un des auteurs de l'étude de l'Académie russe de Les sciences.