Des nanoparticules biphotoniques pour une meilleure détection des cellules tumorales

Des chercheurs de plusieurs laboratoires associés au CNRS ont réussi à synthétiser des nanoparticules poreuses, capables d'absorber l'énergie de deux photons dans le proche infrarouge et de réémettre par fluorescence un rayonnement utilisé pour l'imagerie médicale. Ces nanoparticules biphotoniques devraient permettre une détection plus précise des cellules tumorales et à terme un traitement plus ciblé.

Actuellement, l’imagerie médicale des cellules tumorales repose sur la fluorescence émise par des groupements chimiques capables d’absorber l’énergie d’un photon. Ces molécules, appelées fluorophores, sont excitées dans l’ultraviolet visible. L’imagerie monophotonique reste assez peu précise. Cette limite devrait bientôt être levée grâce aux travaux de chercheurs issus de laboratoires associés au CNRS.

Ces chercheurs ont réussi à mettre au point des fluorophores organiques (molécules aromatiques) biphotoniques capables d’absorber simultanément deux photons dans le proche infrarouge. Ils les ont ensuite encapsulés dans des nanoparticules poreuses pour permettre leur circulation en milieu biologique. L’originalité de ce travail réside dans le fait que, contrairement aux longueurs d’onde ultraviolettes, les longueurs d’onde infrarouges pénètrent plus profondément dans les tissus et sont moins énergétiques, ce qui a pour avantage d’explorer plus profondément les tumeurs sans pour autant endommager les tissus. De plus, l’utilisation de fluorophores biphotoniques favorise l’accès à une résolution spatiale en 3D, permettant de détecter et, à terme, de traiter de façon plus précise les cellules tumorales. L’une des voies envisagées serait d’encapsuler dans les pores des nanoparticules de silice, outre l’agent fluorescent, des médicaments capables de traiter localement la cellule cancéreuse.

Les chercheurs se sont également intéressés à la fonctionnalisation de ces nanoparticules afin de créer de nouveaux marqueurs biologiques capables d’interagir avec des cellules cancéreuses du sein et du col de l’utérus. Pour ce faire, ils ont greffé sur les nanoparticules une monocouche constituée d’un polymère hydrophile (PEG : polyéthylène glycol) et d’acide folique. Ce dernier constitue le ligand reconnu par les récepteurs des cellules des lignées HeLa (cancer du col de l’utérus) et MCF7 (cancer du sein) (voir schéma). Ces résultats devraient permettre d’effectuer le ciblage et l’imagerie de la tumeur en 3D. D’autres fonctionnalisations pourraient être envisagées permettant la détection d’autres tumeurs.