Une équipe de recherche de l’Institut coréen des sciences et de la technologie a mis au point des « nanomachines », qui utilisent des mouvements moléculaires mécaniques pour pénétrer et détruire les cellules cancéreuses.
En effet, une molécule de loquet libérée près des cellules cancéreuses peut pénétrer sélectivement des cellules cancéreuses .
Quel est le rôle des nanomachines ?
On sait que les protéines s’impliquent dans chaque processus biologique. Elles utilisent ainsi l’énergie dans le corps pour changer leur structure via des mouvements mécaniques. Ils appelés « nanomachines » biologiques . Car chaque changement structurel mineur dans les protéines a un impact substantiel sur les processus biologiques. Pour mettre en œuvre le mouvement dans l’environnement cellulaire, les chercheurs se sont concentrés sur le développement de nanomachines qui imitent les protéines.
Cependant, les cellules utilisent une variété de mécanismes pour se défendre contre l’effet de ces nanomachines. Cela restreint tout mouvement mécanique pertinent des nanomachines.
L’équipe de recherche qui a mené l’étude est dirigée par le Dr Youngdo Jeong. Il sont du Center for Advanced Biomolecular Recognition de l’Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST).
Elle a rapporté le développement d’une nouvelle nanomachine biochimique qui pénètre dans la membrane cellulaire et tue la cellule via les mouvements moléculaires de repliement et de déploiement dans certains environnements cellulaires, tels que les cellules cancéreuses.
Ils ont collaboré avec les équipes du professeur Sang Kyu Kwak de l’École de génie énergétique et chimique. Et également du professeur Ja-Hyoung Ryu du Département de chimie de l’Institut national des sciences et de la technologie d’Ulsan (UNIST) et du Dr Chaekyu Kim de Fusion Biotechnology, Inc.
Comment vont fonctionner ces nanomachines ?
Selon l’article du site Scitechdaily, tout d’abord, l’équipe de recherche a fabriqué une nanomachine hiérarchique en synthétisant et en combinant des nanoparticules d’or de 2 nm de diamètre. La combinaison est réalisée avec des molécules qui peuvent être pliées et dépliées. Cette nanomachine se compose de molécules organiques mobiles et de nanoparticules inorganiques. Elle peut fonctionner comme de grandes structures d’axe et définir le mouvement et la direction. De telle sorte qu’en atteignant la membrane cellulaire, elle entraînait un mouvement mécanique de repliement ou dépliage. Ceci conduit la nanomachine à pénétrer directement dans la cellule, détruisant les organites et induisant l’apoptose.
Cette nouvelle méthode tue directement les cellules cancéreuses par des mouvements mécaniques sans médicament anticancéreux. Contrairement aux nanotransporteurs de type capsule qui délivrent des médicaments thérapeutiques.
Par la suite, une molécule de verrouillage s’enfile sur la nanomachine pour contrôler le mouvement mécanique afin de tuer sélectivement les cellules cancéreuses.
La molécule de loquet fileté ne peut être libérée que dans un environnement à faible pH. Par conséquent, dans les cellules normales avec un pH relativement élevé (environ 7,4), les mouvements des nanomachines sont limités. En plus, elles ne peuvent pas pénétrer dans la cellule. Par ailleurs, dans l’environnement à faible pH autour des cellules cancéreuses (environ 6,8), les molécules de verrouillage sont déliées. Ce qui induit un mouvement mécanique et une pénétration cellulaire.
Un espoir pour les malades du cancer
Selon le site scitechdaily.com, en 2020, 1,8 million de nouveaux cas de cancer sont diagnostiqués aux États-Unis. Pas moins de 600 000 personnes sont décédées de la maladie. Notamment le cancer du sein, le cancer du poumon, le cancer de la prostate et le cancer du côlon sont les cancers les plus courants. L’âge moyen d’un patient atteint de cancer au moment du diagnostic est de 66 ans. Les personnes âgées de 65 à 74 ans représentent 25 % de tous les nouveaux diagnostics de cancer.