Transformer les globules blancs en microrobots médicinaux
Les microrobots médicinaux pourraient permettre aux médecins de mieux traiter et prévenir les maladies. Mais la plupart de ces dispositifs sont fabriqués avec des matériaux synthétiques qui déclenchent des réponses immunitaires in vivo.
Des neutrophiles en tant que microrobots naturels
Pour la première fois, des chercheurs ont utilisé des lasers pour contrôler avec précision des neutrophiles – un type de globules blancs – en tant que microrobots naturels et biocompatibles dans des poissons vivants. Les « neutrobots » ont accompli de multiples tâches, montrant qu’ils pourraient un jour délivrer des médicaments à des endroits précis de l’organisme.
Les microrobots actuellement en cours de développement pour des applications médicales, nécessiteraient des injections ou l’ingestion de capsules pour être introduits dans un animal ou une personne. Mais les chercheurs ont constaté que ces objets microscopiques déclenchent souvent des réactions immunitaires.
L’utilisation de cellules déjà présentes dans l’organisme, telles que les neutrophiles, pourrait constituer une alternative moins invasive pour l’administration de médicaments, sans déclencher le système immunitaire. Ces globules blancs ramassent déjà naturellement les nanoparticules et les globules rouges morts, et ils peuvent migrer à travers les vaisseaux sanguins jusqu’aux tissus adjacents, ils sont donc de bons candidats pour devenir des microrobots.
Déplacer ces neutrophiles avec des lasers
Auparavant, des chercheurs ont guidé des neutrophiles avec des lasers dans des boîtes de laboratoire, les déplaçant ainsi comme des « neutrobots ». Cependant, ils ne savaient pas si cette approche pouvait fonctionner sur des animaux vivants. Xianchuang Zheng, Baojun Li et leurs collègues ont donc voulu démontrer la faisabilité des neutrobots guidés par la lumière chez les animaux en utilisant des poissons zèbres vivants.
Les chercheurs ont manipulé et manœuvré des neutrophiles dans des queues de poisson zèbre, en utilisant des faisceaux laser focalisés comme pinces optiques à distance. Le microrobot piloté par la lumière a pu être déplacé à une vitesse de 1,3 µm/s, soit trois fois plus vite que le mouvement naturel d’un neutrophile.
Dans leurs expériences, les chercheurs ont utilisé ces pinces optiques pour contrôler précisément et activement les fonctions que les neutrophiles remplissent dans le cadre du système immunitaire. Par exemple, un neutrobot a été déplacé à travers la paroi d’un vaisseau sanguin vers le tissu environnant.
Un autre a ramassé et transporté une nanoparticule de plastique, montrant ainsi son potentiel pour transporter des médicaments. Et lorsqu’un neutrobot a été poussé vers des débris de globules rouges, il a englouti ces morceaux.
Ils sont naturellement efficaces
Étonnamment, au même moment, un autre neutrobot, qui n’était pas contrôlé par un laser, a essayé d’éliminer naturellement les débris cellulaires. Parce qu’ils ont réussi à contrôler ces neutrobots in vivo, les chercheurs affirment que cette étude fait progresser les possibilités d’administration ciblée de médicaments et de traitement précis des maladies.
La prochaine étape pour les chercheurs est de tester leur technologie sur l’homme, afin de s’assurer que ces neutrobots sont sans danger dans un environnement plus complexe comme celui des humains.
Cette recherche a été publiée dans ACS Central Science.
Source : American Chemical Society
Crédit photo : iStock