III°) La nanomédecine

C'est l'application de la nanotechnologie dans le domaine médicale.

Cette application révolutionne totalement la médecine grace à de nouveaux materiaux et de nouvelle façon de diagnostiquer, de soigner

1/ Présentation.

Des recherches au niveau de la réparation tissulaire, de l’amélioration des facultés, figurent parmi les pistes explorées avec le plus grand sérieux et la perspective de résultats est insoupçonnable. Plus près de nous, les nanotechnologies donnent aux chercheurs des armes supplémentaires pour se battre contre les maladies, et bien sûr les cancers. La recherche génomique, la bioinformatique et la conception rationnelle de médicaments assistée par ordinateur participent à la création de nouvelles classes thérapeutiques

En clair, les nanotechnologies pourraient aider à soigner des maladies graves comme le cancer mais aussi être utilisé au quotidien. On peut voir qu’il existe déjà de nombreuses applications quotidiennes des nanotechnologies dans la médecine ou plutôt dans les soins. En effet, de nombreux produits en contiennent déjà et leurs propriétés permettent de pouvoir les utiliser dans de nombreux autres vu précedemment.

2/ Au quotidien, avec des produits courants.

il y a des crèmes solaires aux nanoparticules de titane : elles sont transparentes, possèdent une grande résistance à l’eau et sont de très bons filtres à ultraviolets (le dioxyde de titane possède un indice de réfraction très haut). Mais certaines marques biologiques interdisent leur utilisation dans la fabrication de leurs crèmes.

On peut aussi trouver dans le commerce des pansements aux nanoparticules d’argent : ces pansements sont antibactériens. L’argent a des propriétés antibactériennes décuplées à la taille du nanomètre car les nanoparticules offrent une surface de réaction plus grande que le même matériau non fragmenté.

Il y a aussi les dentifrices qui contiennent pour une très grande partie d’entre eux des nanoparticules : de titane (blancheur de la pâte), de silice (pouvoir corrosif du produit), d’argent (antibactérien), de peroxyde de calcium (blanchit et désinfecte les dents) ou d’autres encore.

3/ Diagnostic précis gràce à la nanotechnologie.

les nanotechnologies nous offrent de nouvelle sorte de diagnostic, deux en particulier : Le diagnostic in vitro et le diagnostic in vivo.

Le diagnostic in vitro ( in vitro en latin : « dans le verre » signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. )
Les applications prometteuses pour le diagnostic in vitro issues des développements en cours des nanotechnologies sont nombreuses. Elles permettent :

• d’analyser des biopsies de très petite taille ;
• d’obtenir une analyse dite « multiplexée », où plusieurs paramètres
sont mesurés simultanément sur le même échantillon, économisant
ainsi ces prélèvements ;
• d’analyser et manipuler à grande échelle des cellules individualisées et
vivantes ;
• d’avoir une information plus rapide et adapter le traitement en
conséquence.

Exemple avec les biopuces ou microarrays
Les microarrays sont des puces comportant des molécules biologiques servant à analyser des échantillons cellulaires (présence d’un gène ou d’une protéine spécifique, analyse des propriétés physico-chimiques, etc).
Ils sont constitués de milliers de spots de molécules biologiques (ADN ou protéines) arrangées en matrice sur une lame de verre ou de silicium dans un ordre prédéterminé

Si l'on considère que chaque type de tumeur présente une signature génétique unique, ce système permet virtuellement de distinguer et classer tous les types de tumeurs. Les puces à ADN permettent donc de comparer l'expression des gènes de deux types cellulaires différents, de faire de l'étude des gènes exprimés sur un grand nombre de patients pour observer l'effet d'un médicament (anti-cancéreux par exemple), de regarder l'effet d'un traitement sur l'expression des gènes, de comparer tissus sains contre tissus malades, traités contre non-traités etc..

Dans le cas d’infections, elles donnent les moyens d’identifier rapidement l’agent responsable, bactérie ou virus, de le typer génétiquement et de choisir le traitement le plus efficace

Le diagnostic in vivo au moyen de l’imagerie moléculaire ( In vivo en latin : « au sein du vivant » est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un organisme vivant, par opposition à in vitro ou ex vivo)

L'imagerie moléculaire est la visualistaion de gène ou de protéine spécifique.

Le cancer est une maladie liée à la modification d’un petit nombre de gènes spécifiques, sur les dizaines de milliers présents chez l’homme. L’altération de cinq gènes suffit à induire la prolifération anarchique des cellules à l’origine de l’apparition des tumeurs puis des métastases. L’imagerie moléculaire est précisément capable de mettre en évidence la sur-expression ou la sous expression de ces gènes perturbateurs (protéines résultantes) au sein même de l’organe atteint.

La synthèse de biomarqueurs capables de cibler et de s’attacher à des molécules et de rendre ainsi détectables des processus moléculaires au sein de la cellule ont permis l’essor récent de l’imagerie moléculaire. Les progrès de l’instrumentation et des méthodes de reconstruction d’image permettent à présent de détecter des molécules fluorescentes au sein des tissus in vivo. La faible pénétration de la fluorescence restreint aujourd’hui son utilisation aux petits animaux – souris- mais des travaux en cours visent une application à l’homme, notamment pour la détection des tumeurs dans le cancer de la prostate et du colon.

L’imagerie moléculaire, en particulier l’imagerie optique de fluorescence, permettra la détection précoce et de plus en plus précise des tumeurs ainsi que le guidage des biopsies et de certains gestes chirurgicaux.

4/ Nouveau traitement

Pour les maladies importantante, nous allons etudier un domaine en particulier la médecine regeneratrice ( ou therapie cellulaire )

La médecine régénérative est une stratégie thérapeutique, dont il reste beaucoup de chose à découvrir, visant à réparer une lésion ou un organe malade grâce à des cellules souches qui vont se différencier pour remplacer les cellules lésées ou malades.

Les cellules souches de tissus (également appelées cellules souches adultes)
Ces cellules souches sont dérivées ou résident au sein d'un tissu fœtal ou adulte et ne peuvent généralement donner naissance qu'à des cellules de ce tissu. Dans certains tissus, ces cellules assurent le renouvellement et la réparation tout au long de la vie. Par exemple, les cellules souches présentes dans la peau produisent de nouvelles cellules assurant le remplacement des cellules âgées ou endommagées de la peau.

Les cellules souches embryonnaires
Les cellules souches embryonnaires proveniennent d'un petit groupe des cellules appelé masse cellulaire interne provenant de l’embryon au tout debut de son développement. Les cellules souches embryonnaires humaines sont obtenues à partir d'embryons âgés de 5-6 jours. Au stade pendant lequel les cellules souches embryonnaires sont obtenues, l'embryon est appelé blastocyste et il n’est pas plus gros qu'un grain de sable. Les cellules souches embryonnaires ainsi obtenues sont considérées comme pluripotentes puisqu’elles sont capables de former la totalité des différents types cellulaires de l’organisme y compris les cellules germinales.

Elle traite un grand nombre de maladie, et comme on peut le voir cette médecine est en marche, et va devenir incontournable

Les cellules souches sont la clé de cette médecine, ils en existe plusieurs sortes:

Pour en savoir un peu plus, nous avons contacter un Centre d'Excellence en Thérapie Cellulaire ( de l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont à Montréal), le directeur des opérations, Mr Giroux, a avec grande gentillesse répondu a quelques questions

Voici mes réponses ci-dessous. Vous devez cependant comprendre que le CETC est spécialisé en greffe hématopoiétique (i.e. moelle osseuse - sang - système immunitaire). Nous ne faisons pas de greffe d'organe pour le moment.

-Avec la médecine régénératrice, en 2015, quels organes peut on reconstituer?

pas d'organe encore. Mais on peut reconstituer des morceaux: cornée, rétine, muscle, muscle cardiaque, peau, vaisseaux sanguin, moelle, système immunitaire. Le seul morceau multi-fonctionnel est probablement le pancreas, parce qu'on mets plusieurs types de cellules dans une capsule et donc on "reconstitue" la fonction du pancreas.

-Quels sont les risques de la médecine régénératrice?

en introduisant des cellules, on peut introduire toute sorte de chose: des bactéries et donner une infection; des cellules étrangères et causer un rejet; des virus et causer une maladie

-Les avantages et les inconvénients.

Inconvénient: les risques ci-dessus + difficile d'imiter la nature... le produit est souvent inférieur et doit être donné plusieurs fois pour obtenir un résultat

Avantage: objectif suprème est ce qu'on appelle "off-the-shelf" - i.e. comme une simple pilule, on aurait nos cellules sur une tablette et prête a être donné a qui en a besoin

-Quels sont les meilleures exemples de réussite?

les CAR-T cells sont ce qu'il y a de plus "hot" dans mon domaine en ce moment... permettent de guérir un type de cancer.

-Cette médecine peut elle devenir incontournable?

Elle l'est déjà. Regénérer le système hématopoiétique est le seul moyen pour qu'un patient survive après une chimiothérapie ou radiothérapie (i.e. cela détruit le système hématopoiétique et on doit donc leur en donner un autre)

-Cela prend il beaucoup de temps pour faire "pousser" un organe?

Tel que dit plus haut, le CETC ne fait pas d'organe et cela ne se fait pas encore vraiment. Mais je peux tout de même vous dire pour l'avoir lu que faire pousser une oreille prend 2 mois. Faire pousser un muscle 1 mois. Faire pousser un système hématopoiétique, 2-3 semaines.

-Si le pronostic vital est engagé, peut on sauver le patient rapidement grâce a la médecine regeneratrice?

En greffe hématopoiétique oui car tous les pays offrent des banques de donneurs compatible. A moins que le HLA du receveur soit très rare. Par contre pour des organes solides, cela serait long (2-3 mois) puisqu'il faut trouver le donneur, isoler les cellules d'intérêt puis les faire pousser.

En conclusion cette technologie peut révolutionner la médecine grace a son domaine encore à explorer, avec des recherches à approfondir mais plusieurs problèmes se posent. Comme les incovénients vu dans la partie pour ou contre , mais aussi du côté ethique car le développement des nanotechnologies dans la médecine régénératrice pourrait, par la suite, entraîner différents problèmes:

si l'on peut régénérer son corps, il faudra tout de même payer et cette technologie novatrice sera une médecine que seuls les plus riches pourront se payer

-si l'on a la capacité de fabriquer, partiellement ou totalement, de la peau, des organes ou bien même du cerveau ou de certaines de ses cellules nerveuses,le vieux mythe de l'immortalité des hommes deviendrait envisageable, entraînant une forte augmentation de la population. Cette situation ne peut laisser que deux solutions à l'Humanité: Soit laisser les choses en l'état, impliquant surpopulation, famine, crise énergétique au niveau mondial et à toutes les échelles (riches et pauvres) et finalement le déclin rapide de l'Humanité Soit réguler très fortement, voir même annuler, le taux de naissance mais ce serait une solution très égoïste, on choisirait de vivre éternellement au dépens des générations futures. Or c'est par les nouvelles générations qu'arrive le progrès (Les Lumières, le XXème siècle en sciences...) donc si on supprime les nouvelles générations on va supprimer une grande partie du progrès ainsi que de nouvelles façons de penser.

Toutes ces arguments sont à prendre en comptes, pour ne pas se précipiter sur une technologies, certes novatrice mais qui ne correspond pas à l'ethique que peut avoir l'Homme .