Les nanoparticules fonctionnalisées ouvrent de nouvelles possibilités dans le domaine de l'administration de médicaments ciblés et le secteur de l'imagerie. Une nouvelle voie de synthèse permettant d'obtenir des particules activées par un rayonnement infrarouge inoffensif (IR) autorise maintenant une thérapie photodynamique efficace du cancer.
Les nanoparticules de conversion ascendante de fluorescence qui absorbent la lumière dans l'infrarouge et émettent une gamme visible d'énergie supérieure sont de plus en plus intéressantes pour les applications d'imagerie biomédicale. L'excitation des particules par infrarouge présente plusieurs avantages car le rayonnement IR n'est pas absorbé par les tissus, il pénètre plus profondément dans les tissus et n'endommage pas les tissus biologiques. Les nanoparticules fonctionnalisées par des groupements de conversion ascendante et excitables par IR offrent également la possibilité d'activer des agents photosensibles dans le traitement du cancer par exemple.
Une équipe de chercheurs financés par l'UE a ainsi initié le projet LUNAMED («Novel luminescent upconversion nanoparticles for diagnostic and therapeutic nanomedicine») afin d'examiner le potentiel de ces nanoparticules de conversion ascendante. La génération de tels matériaux par dopage aux ions lanthanides est une stratégie qui n'a pas encore été entièrement explorée. Les nanoparticules sont fonctionnalisées en fixant différentes molécules soigneusement sélectionnées sur leur surface.
Les chercheurs ont réussi à synthétiser ces nanoparticules composites et à les fonctionnaliser en vue d'applications thérapeutiques. Ils ont étudié les propriétés de plusieurs fonctionnalisations et comparé leur absorption dans les cellules cancéreuses et des cellules saines. In fine, l'équipe du projet a pu démontrer leur utilité tant pour l'imagerie des cellules cancéreuses que pour la mise en place d'un traitement photodynamique du cancer. L'excitation infrarouge induit ainsi une émission lumineuse des nanoparticules dans le spectre visible. Cette émission dans le visible est utilisée pour exciter le photosensibilisateur qui détruit ensuite les cellules cancéreuses qui se trouvent à proximité.
Les travaux de LUNAMED ouvrent ainsi la voie à une route de synthèse encore peu explorée capable de générer des nanoparticules fonctionnalisées par groupements de conversion ascendante excités par IR. La sensibilité de l'infrarouge permet une meilleure pénétration des tissus et des effets plus légers sur les cellules saines. Les applications biomédicales envisagées par cette technologie comprennent le ciblage cellulaire, une imagerie et des traitements ultra-précis, et les travaux publiés en confirment le potentiel.
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