Des chercheurs développent des nanoparticules sensibles à la lumière qui pourraient servir d'agents de contraste
Une nouvelle classe de nanoparticules sensibles à la lumière pourrait permettre de nouvelles approches pour les procédés d'imagerie. Elle a été développée par une équipe de recherche de l'université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU). Les particules absorbent les rayons laser, les transforment en chaleur et modifient ainsi leur structure. Le travail a été publié dans la revue spécialisée "Communications Chemistry".
Les particules nouvellement développées sont des "Single-Chain Nanoparticles" (SCNP), composées de chaînes de polymères pliées individuellement. Les scientifiques y ont intégré des molécules de polypyrrole, une matière plastique qui absorbe la lumière dans le domaine du proche infrarouge et la transforme en chaleur. Sous l'effet d'un rayonnement laser, les nanoparticules ne s'échauffent pas seulement fortement, mais elles modifient également leur structure. "Sous l'influence de la lumière, chaque nanoparticule se rassemble en une structure sphérique d'un diamètre de quelques nanomètres. Cela ouvre la possibilité de concentrer les particules de manière ciblée à certains endroits du corps - exactement là où se trouve la lumière", explique le professeur Wolfgang Binder, chimiste à la MLU. Il a dirigé l'étude avec le Dr Justus Friedrich Thümmler, le Pr Karsten Mäder de l'Institut de pharmacie et le Pr Jan Laufer de l'Institut de physique.
Ce qui est remarquable, c'est ce qu'on appelle la thermorésponsivité des SCNP : leur structure réagit aux changements de température. Cette propriété repose sur la conception moléculaire spécifique des particules, qui leur permet également de convertir très efficacement la lumière en chaleur. Des essais en laboratoire ont montré qu'un faisceau laser de faible intensité et relativement peu de nanoparticules suffisent à générer localement des températures très élevées - jusqu'à 85 degrés Celsius lors d'essais en laboratoire.
Cet effet est important, entre autres, pour les procédés d'imagerie dans le diagnostic médical : le réchauffement rapide des tissus libère des ondes sonores. Celles-ci peuvent être mesurées à l'aide de procédés photoacoustiques d'imagerie, à partir desquels il est possible de créer des modèles 3D de l'intérieur du corps. L'équipe espère que dans quelques années, les particules nouvellement développées pourraient aider au diagnostic du cancer, par exemple en permettant de visualiser et de suivre les tumeurs et leurs réactions aux thérapies de manière plus précise grâce à l'imagerie photoacoustique.
Mais le potentiel va encore plus loin : "Nous voulons utiliser à l'avenir les nanoparticules pour transporter de manière ciblée un principe actif dans le corps et l'y activer par la lumière et la chaleur", explique Binder. Les particules pourraient peut-être même être utilisées pour tuer des cellules cancéreuses par la chaleur en les guidant par la lumière. D'autres études approfondies sont toutefois nécessaires pour sonder le potentiel thérapeutique de ces nouvelles particules.
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Publication originale
Justus Friedrich Thümmler, Farzin Ghane Golmohamadi, Daniel Schöffmann, Jan Laufer, Henrike Lucas, Julia Kollan, Karsten Mäder, Wolfgang Hubertus Binder; "Photo-thermoresponsive polypyrrole-crosslinked single-chain nanoparticles for photothermal therapy"; Communications Chemistry, Volume 8, 2025-4-25
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