Нанотехнології, сила нескінченно мала! Марі Клер

нанотехнології

Додати до Getty Images Обране

Нанотехнології для спрощення життя пацієнтів

На основі використання нанооб’єктів, тобто кількох мільярдних часток метра (у 100 000 разів менше товщини волосся), ця неймовірна революція не є утопією, але справді є реальністю для багатьох пацієнтів сьогодні. І це лише початок. "Розвиток нанотехнологій у галузі охорони здоров'я починає набувати значного значення", - зазначає Патрік Буассо, керівник програми наномедицини в CEA 1 і президент Європейської технологічної платформи для наномедицини. Вже випущено понад 165 нових ліків та 65 медичних виробів. А ще 122 проходять клінічні випробування ”, необхідний крок перед отриманням дозволу на продаж. Насправді сфер застосування цього більш профілактичного, більш точного та персоналізованого ліки незліченна: серцево-судинні розлади, патології нирок або кісток, стерильність, порушення функції мозку. Але в даний час однією з основних терапевтичних областей залишається онкологія, оскільки звичайні методи лікування не завжди ефективні і викликають небажані побічні ефекти, які часто руйнують.

ЖИТТЯ ДІАБЕТИКИ Спростилося

Контроль рівня цукру в крові шляхом вимірювання рівня цукру в крові кілька разів на день є жахливим обмеженням, навіть якщо пристрої самоконтролю значно еволюціонували. Незабаром це випробування може стати поганою пам’яттю завдяки інноваціям американських інженерів з Університету Брауна (Род-Айленд): приладу, повному нанотехнологій, здатних вимірювати рівень цукру в крові в слині. Більш чутливий, ніж сучасні глюкометри, він виявляє щомісячні коливання вмісту цукру в слині, що є ідеальним відображенням рівня глюкози в крові, але при концентрації, що в сто разів нижчій. Для діабетиків надбання в комфорті проживання буде неоціненним: не потрібно колоти палець. Все, що вам потрібно зробити, - це змочити біочіп пристрою слиною, а потім знову помістити його в зчитувач.

1. Комісія з питань атомної енергії та альтернативних джерел енергії.

Техніка троянського коня з нанотехнологіями

Таким чином, деякі агресивні пухлини, такі як первинний рак печінки, протистоять хіміотерапії, оскільки їх злоякісні клітини відкидають активний принцип, який застосовується проти них. «Ось чому ми розробили систему приманки (Livatag®), яка дозволяє їй рухатися вперед у масках, - пояснює Джудіт Гресіє, генеральний менеджер лабораторії BioAlliance Pharma. Це біодеградуючі наночастинки, які несуть препарат до печінки і змушують його потрапляти, як троянський кінь, всередину хворих клітин. Там він виділяється поблизу ядра, а потім може легко його знищити. «Для 400 пацієнтів з невиліковними карциномами печінки, які отримали користь від цього протоколу, результат є помітно позитивним: у них рівень виживання більше ніж удвічі, в середньому тридцять два місяці, проти 15 місяців зазвичай. Інші крихітні носії наркотиків мають функціональність GPS.

Це стосується Lipidots®, розробленого в CEA. Під цією вивченою назвою ховаються емульсії крихітних крапель ліпідів та воску, здатних інкапсулювати активні інгредієнти. Набагато менші, ніж еритроцити, "ці наносфери ідеально підходять для цілеспрямованої доставки нерозчинних препаратів у формі ін'єкцій", пояснює Патрік Буассо. Вони настільки малі, що циркулюють без пошкоджень у кровоносних судинах, навіть найтонших, щоб дістатися до хворих тканин, у яких вони чіпляються, а потім випустити свій вантаж ».

Цілі цих самонавісних ракет можуть бути різними - від лімфом до вогнищ пухлини, включаючи запальні ділянки. Що стосується їх переваг, вони справді значні: ці нано-транспортні засоби не тільки захищають активний засіб від зовнішніх агресій, що збільшує тривалість його життя, але також дозволяють зменшити введені дози (а отже і небажані ефекти), оскільки ліки не розбавляється в організмі, а розподіляється виключно там, де це необхідно. Оскільки кілька фармацевтичних компаній перебувають на місці, деякі пацієнти повинні почати користуватися цим протягом двох-трьох років.

Нанотехнології рентгенівські блискавковідводи

Досить, щоб подолати багато непокірних видів раку, не змінюючи курсу практики догляду. Кілька пацієнтів із саркомою м’яких тканин (рідкісним раком, що розвивається в м’язах або жирі) вже лікувались таким чином (успішно) у лікарні Гюстава-Руссі у Вільюйфі. Ця методика також затверджена в Інституті Кюрі в Парижі щодо запущених ракових захворювань голови та шиї. І дуже скоро вона вирушить у атаку на рак товстої кишки, передміхурової залози, молочної залози та легенів.

Нанотехнології для порятунку тендітних сердець

Ця перспективна медична нанореволюція також спрямована на тендітні серця. Дійсно, після перенесеного одного або декількох інфарктів пошкоджений серцевий м’яз іноді бореться з правильним скороченням. У цьому випадку трансплантація залишається єдиним рішенням, але методика є дорогою і відносно невизначеною, зокрема через обмежену кількість донорських органів.

Використання автономних штучних сердець, як у компанії Carmat, вперше імплантованої пацієнтові в грудні минулого року, лише у зародковому стані. А ін’єкції серцевих стовбурових клітин, які протягом декількох років планували відновити життєво важливі ритми, стикаються з головною перешкодою: мало введених клітин досягає пошкодженого місця. Більшість з них розсіюються по тілу і в кінцевому підсумку нейтралізуються печінкою або поглинаються легенями. Цей замок повинен бути знятий найближчим часом завдяки лікарям у паризькій лікарні Жоржа-Помпіду.

Їх стратегія: з'єднати цілющі клітини з наночастинками заліза, щоб за допомогою магніту можна було направити їх до цілі ззовні. Розумна !

Дослідники Inserm 2 займаються боротьбою з атеросклерозом - дуже поширеною патологією, що характеризується відкладенням жирових відкладень на внутрішній стінці артерій. Збільшуючись, вони в кінцевому підсумку заважають кровообігу. Гірше, деякі відшаровують і закупорюють судини, що сприяє виникненню інфаркту міокарда або цереброваскулярних катастроф (інсульт). Звідси ідея використання наноскопічних оглядових майданчиків, які можуть регулярно оглядати артерії людей, що перебувають у групі ризику, щоб повідомити про наявність підозрілих накопичень.

Розроблений в рамках європейської програми NanoAthero, цей амбулаторний вартовий зможе нанести подвійний удар: "Ідентифікуйте бляшки атероми та негайно стабілізуйте їх, наливаючи на них лікувальний засіб", - підкреслює д-р Седрик Шов'єр, науковий співробітник лікарні Біша., у Парижі. Подібним чином, тромби, що розвиваються, можна виявити та розчинити, перш ніж вони закупорять артерії.

2. Національний інститут охорони здоров’я та медичних досліджень

Золоті вакцини, срібні антибіотики та нано-губки проти отрут

ЗОЛОТІ ВАКЦИНИ ТА СРІБНІ АНТИБІО

Оскільки вони викликають дедалі більше занепокоєння серед населення, вакцини також мають усі інтереси бути глибоко реформованими. Зокрема, ставиться під сумнів нешкідливість їх ад'ювантів, що використовуються для посилення імунної відповіді організму, оскільки багато з них містять солі алюмінію, які підозрюються в індукуванні хронічної втоми та запуску хвороби Альцгеймера. Нанотехнології, потенціал яких видається безмежним, пропонує їм величезну можливість для змін. У цьому нескінченно малому масштабі властивості матеріалів дійсно часто відрізняються від тих, які ми знаємо.

Це випадок із золотом, яке, зменшившись до мінімальної кількості, активує наш природний захист. На основі цього відкриття американські дослідники з університету Вандербільта в Нешвілі (штат Теннессі) вдосконалюють нове покоління вакцин на основі золотих нанотрубок. Справжні маленькі "дорогоцінні камені", покриті специфічними вірусними білками, ці нанорізи підбивають нашу імунну систему краще, ніж усі вживані в даний час ад'юванти. Згідно з дослідженням, опублікованим у червні 2013 року в журналі Nanotechnology, вони особливо ефективні проти респіраторно-синцитіального вірусу (RSV), мікроба відомого бронхіоліту, який вражає багатьох дітей кожну зиму і щорічно спричиняє кілька сотень тисяч смертей. світ. В Університеті Лаваля в Квебеку інші нанотрубки випробовуються як альтернативи ад'ювантам у вакцинах проти сезонного вірусу грипу та гепатиту В. За словами д-ра Дениса Леклерка, співавтора цих досліджень, їх токсичність буде набагато меншою ніж алюміній, що використовується в традиційних вакцинах.

Нанопрепарати можуть не тільки запобігати інфекціям, але й викорінювати їх. Це хороша новина, оскільки в результаті надмірного вживання антибіотиків з’явилася велика кількість стійких мікробів. Понад 70% внутрішньолікарняних інфекцій, заражених у лікарнях, наприклад, вже не реагують на принаймні один клас антибіотиків. Гірше: деякі штами стають абсолютно незламними. якщо ви не піддаєте їх дії наночастинок срібла !

Дивно, але вони де-факто мають дивовижні бактерицидні властивості: вони послаблюють зовнішню мембрану мікробів і спорожняють частину їх вмісту. Подвиг, який заводи з виробництва харчових продуктів використовують для дезінфекції всіх поверхонь, що контактують з продуктами харчування: холодильників, обробних дощок, полиць для зберігання. Їх медичне використання, організоване в Гарвардському університеті, може дозволити нам вимити бактерії, які вступили в резистентність.

А отже, реабілітувати безліч антибіотиків, які вже недостатньо ефективні в соло. Зчеплені з наночастинками срібла, вони були б у сто-тисячу разів швидшими проти нападів патогенних мікробів. Результати тестів, проведених на мишах із смертельним перитонітом, це підтверджують. Вижило лише 10% гризунів, які отримували лише антибіотики (ванкоміцин), порівняно з 90% тих, хто отримував коктейль з антибіотиків та наночастинок срібла.

НАНО-СПОНГИ ПРОТИ ВЕН

За даними ВООЗ, укуси отруйних змій спричиняють 125 000 смертей на рік у всьому світі. А укусів ос, бджіл та шершнів близько тисячі. Якби токсини, інокульовані цими тваринами, нейтралізували перед тим, як надати згубний вплив, від їхнього наближення вже не тремтіло б. Нано-губки, розроблені в Каліфорнійському університеті Сан-Дієго, повинні зробити цю мрію можливою. Загорнуті у фрагмент мембрани еритроцитів, щоб непомітно проходити в крові, вони виготовлені з біосумісного полімеру, який поглинає отрути, а потім негайно подрібнює їх на шматки. Розумний і надзвичайно ефективний.

Діагностування невидимого за допомогою нанотехнологій

Ще одне велике поле вибору для наномедицини: надшвидке виявлення хвороб. Фактично саме на молекулярному рівні з’являються перші ознаки органічних дисфункцій, які можуть призвести до розвитку патології. До того, як виникає перший фізичний симптом, хворі клітини виділяють якийсь тип S.O.S. або виробляють аберрантні білки.

"Мініатюризація, запропонована наночастинками, дозволяє захоплювати, ізолювати та вимірювати ці біологічні маркери, свідків дуже ранніх стадій захворювання", - стверджує Патрік Буассо, керівник програми з наномедицини в CEA. Ці аналізи можна зробити за кілька годин у повністю автоматизованих міні-лабораторіях на зразках крові, слини, сечі або сліз або in vivo, тобто безпосередньо в організмі пацієнта. Для нас прогрес запаморочливий, оскільки чим більше виявляється прихильність вище за течією, тим легше його швидко вилікувати і тим менше це залишить наслідки. Біочіпи, пристрої біологічного аналізу, що ледве перевищують ніготь, вже майже миттєво можуть виявити одночасно кілька десятків маркерів: запалення, мікробна інфекція.

Здається, генезис деяких видів раку навіть виявляється в нашому диханні безпосередньо за допомогою електронних носів, завантажених нанокомпонентами. Пухлини справді виділяють специфічні леткі органічні молекули, які знаходяться в нашому диханні. Тому достатньо видихнути в маленькій коробці, як алкотестер, щоб вирок упав. Такі пристрої вже існують. В даний час один з них проходить перевірку в Університеті Барі, Італія, щоб виявити наявність раку товстої кишки, що зароджується. Інший переробляється в Клівлендському університеті в США для виявлення раннього раку легенів. Блефування !

Нанотехнології на наших пластинах і для здорових зубів

Нанос на наших тарілках ?

Важко сказати, враховуючи мовчання промисловців. Побоюючись бойкоту споживачів, вони ухиляються від цього питання, незважаючи на зобов'язання з 2013 року декларувати владу, що містить цю продукцію. Згідно з інвентаризацією, складеною Міжнародним центром Вудро Вільсона, що базується у Вашингтоні, в 2011 році в Європі вже було понад 360 продуктів, що містять нано, 10% з яких у харчовому секторі: харчові добавки, продукти для схуднення, покриття пляшок пиво. Не кажучи вже про добавки наночастинок, такі як діоксид титану (E171), звичайний барвник у солодощах (жувальна гумка, цукерки, морозиво) та оксид діоксиду кремнію (E551), що використовуються як засіб проти злежування в томатних соусах та заправках для салатів. . Хоча нано, останні не класифікуються як такі. Однак німецьке дослідження * в 2010 році показало, що вони пошкоджують клітини кишечника. Для більшої прозорості наявність упаковки харчових продуктів з грудня 2014 року обов’язково повинна бути зазначена на упаковці харчових продуктів.

* Від Institut für Umweltmedizinische Forschung, в Дюссельдорфі.

Регенеруюче ущільнення

Більше немає стоматологічних амальгами, які просто заповнюють отвори? Команда дослідників з Університету штату Меріленд, Балтимор, протягом декількох місяців розробляє революційний композитний матеріал на основі наночастинок фосфату кальцію, амонію та срібла. На додаток до лікування зіпсованого зуба, він регенерує відсутні тканини та ремінералізує їх для реформування здорової квеноти. Ще краще: він також контролює баланс популяцій бактерій, що мешкають у роті, щоб уникнути утворення нових порожнин. Заплановані випробування на тваринах та морських свинках людини у партнерстві з бразильським університетом Сеара.