Des nanoparticules d’or pour l’imagerie

Différentes techniques d’imagerie permettent d’explorer le corps. Pour mettre en évidence ce que l’on cherche à observer, on utilise des traceurs. Ces substances, injectées au patient, associent un composé utilisé par l’organisme à une molécule qui le rend visible à l’examen et permet de suivre son trajet. Il peut s’agir par exemple de glucose radioactif qui, en se concentrant dans les zones comme les tumeurs où le métabolisme est important, va les faire apparaître.

Chaque méthode d’imagerie a ses avantages et ses inconvénients. La tomographie par émission de positrons (TEP) permet de détecter de faibles quantités de traceurs, mais donne peu de détails anatomiques. L’imagerie par résonnance magnétique nucléaire (IRM), au contraire, offre une image très précise, mais peu contrastée.  Le projet de recherche IMAPPI¹ vise à coupler ces deux techniques pour bénéficier de leurs avantages combinés. L’objectif est d’élaborer un prototype qui permettra, dans un premier temps, de faire des essais sur des rats et des souris de laboratoire.

La construction d’un tel appareil soulève de nombreux problèmes techniques, à commencer par le fait que l’interaction entre les champs magnétiques de l’IRM et l’électronique des détecteurs perturbe l’acquisition simultanée des images IRM et TEP. Il faut aussi mettre au point des traceurs adaptés à cette future technique d’imagerie mixte. Dans cette perspective, les chercheurs envisagent d’utiliser des nanoparticules d’or ou d’oxyde de fer. Celles-ci semblent bien tolérées par l’organisme, circulent aisément dans les fluides et sont éliminées par voie urinaire.

Si vous savez faire cuire des pâtes, vous savez synthétiser des nanoparticules d’or !

Stéphane Roux, de l’institut UTINAM², étudie les nanoparticules d’or depuis une dizaine d’année. Il déclare : « Si vous savez faire cuire des pâtes, vous savez synthétiser des nanoparticules d’or ! Ce qui est beaucoup plus compliqué, c’est de les maintenir sous cette forme... » Pour éviter qu’elles ne s’agglomèrent, le chimiste les enveloppe dans une couche de molécules organiques. Il cherche à équiper cette enveloppe de fonctions particulières pour rendre les nanoparticules visibles. Il a réussi à y inclure du gadolinium, un atome qui, grâce à ses propriétés magnétiques, est détecté par l’IRM. Il cherche maintenant, en collaboration avec une équipe de l’Université de Bourgogne, à y adjoindre un atome radioactif, comme le gallium, que la TEP pourrait repérer. Une seconde équipe dijonnaise cherche à équiper des nanoparticules d’oxyde de fer de manière similaire.

En parallèle, Stéphane Roux poursuit des recherches dont les perspectives en matière de thérapie du cancer sont prometteuses Il explique : « Les nanoparticules d’or absorbent fortement les rayons X. Elles permettent donc de contraster des images obtenues avec la radiographie ou le scanner. Cette propriété peut aussi être utilisée pour améliorer l’efficacité de la radiothérapie. » La radiothérapie consiste à focaliser des rayons X sur une tumeur pour la brûler. Mais le faisceau a tendance à traverser les tissus, au risque d’abîmer des zones saines aux alentours. Si on parvient à remplir la tumeur avec des nanoparticules d’or, on peut augmenter l’absorption des rayons et ainsi mieux cibler le traitement. Mais comment les placer à cet endroit ? Stéphane Roux répond : « Nous exploitons l’important réseau de vaisseaux sanguins que les tumeurs font croître autour d’elles. Les nanoparticules injectées par voie sanguine s’y concentrent. Or, ces vaisseaux malades sont poreux et leur permettent de quitter la circulation. Pour les contraindre à rester dans la tumeur, nous cherchons à leur associer une molécule qui se fixerait spécifiquement sur des récepteurs présents en grande quantité à la surface des cellules cancéreuses. »

L’idée est astucieuse : en suivant grâce à l’imagerie l’accumulation des nanoparticules dans la tumeur, on peut choisir le moment opportun pour télécommander le traitement. Les premiers résultats expérimentaux obtenus chez l’animal sont encourageants