Qu'arrive-t-il aux nanoparticules lorsqu'elles pénètrent dans le sang ?

Les chercheurs ont découvert de nouvelles idées sur le comportement des nanoparticules une fois qu'elles entrent dans la circulation sanguine, en utilisant un système circulatoire artificiel révolutionnaire conçu pour imiter les conditions du monde réel. Une équipe dirigée par Oya Tagit, professeur à la FHNW School of Life Sciences, a développé un modèle dynamique qui reproduit l'environnement complexe du système circulatoire humain. Ce système permet aux scientifiques d'observer comment les nanoparticules interagissent avec les protéines sanguines et les structures cellulaires dans des conditions similaires à celles de l'intérieur du corps.

L'étude, publiée dans Advanced Materials Interfaces, se concentre sur la formation d'une " couronne protéique " autour des nanoparticules, une couche de protéines qui adhèrent à leur surface lors de l'exposition au sang. Cette couronne joue un rôle essentiel dans la détermination du destin des nanoparticules dans le corps, influençant leur capacité à atteindre les sites cibles, éviter la détection immunitaire et délivrer efficacement des agents thérapeutiques.

Le système circulatoire artificiel développé par l'équipe simule les forces mécaniques et la dynamique des fluides présentes dans la circulation sanguine, permettant des observations détaillées du comportement des nanoparticules au fil du temps. En incorporant un échange continu de protéines et en imitant les contraintes de cisaillement rencontrées dans les vaisseaux, le système fournit une représentation plus précise des conditions physiologiques que les méthodes de laboratoire traditionnelles. Cette innovation permet une compréhension plus profonde de la façon dont les différents types de nanoparticules répondent à l'environnement interne du corps.

Dans des expériences impliquant des cellules cancéreuses du poumon, les chercheurs ont observé que la présence d'une couronne protéique réduisait considérablement l'absorption des nanoparticules par les cellules.

Une découverte particulièrement intrigante a été l'interaction de nanoparticules à base de lipides avec des protéines solubles et liées à la membrane. Ces résultats suggèrent que ces nanoparticules peuvent s'engager avec des vésicules extracellulaires sécrétées par les cellules, conduisant à des événements de fusion potentiels qui pourraient modifier leur fonction biologique. Ce phénomène soulève des questions sur la façon dont ces interactions pourraient influencer la stabilité à long terme et les capacités de ciblage des nanoparticules in vivo. Les implications de cette recherche vont au-delà de la science de base, offrant des conseils précieux pour la conception de systèmes d'administration de médicaments plus efficaces et plus sûrs.

En tenant compte de la nature dynamique de la couronne protéique et de son impact sur le comportement des nanoparticules, les scientifiques peuvent affiner les stratégies pour améliorer les résultats thérapeutiques et minimiser les effets secondaires involontaires.