Nanomédicaments bioinspirés photoactivables : un article du projet PHORTUNA dans Chemical Society Reviews

Les nanomédicaments photoactivables sont de minuscules traitements qui s’activent grâce à la lumière pour détruire des cellules malades ou suivre l’évolution d’un traitement. Leur efficacité reste limitée car la lumière pénètre mal dans les tissus et certaines caractéristiques des tumeurs réduisent leur action. Pour améliorer ces thérapies, les chercheurs s’inspirent du vivant (par exemple des plantes ou d’organismes marins capables de capter ou produire de la lumière) afin de concevoir des nanomédicaments plus efficaces et plus sûrs.
Les auteurs
Khatia Merabishvili, Islam Zmerli,  Jana Alhoussein, Christophe Regeard, Ali Makky
Référence de la publication
https://doi.org/10.1039/D5CS00257E
Description de la publication
Les nanomédicaments photoactivables sont des agents thérapeutiques conçus pour réagir à la lumière. Lorsqu’ils sont irradiés à une longueur d’onde appropriée, ils peuvent produire de la chaleur (photothermie), générer des espèces réactives de l’oxygène (photothérapie dynamique) ou déclencher des réactions photochimiques. Ces propriétés permettent d’induire un effet thérapeutique à distance, mais aussi de réaliser de l’imagerie et de suivre l’évolution du traitement.
 
Malgré leur potentiel, ces nanosystèmes présentent des limites. L’interaction entre la lumière et la matière peut être peu efficace : la pénétration de la lumière dans les tissus biologiques est restreinte et l’absorption lumineuse des nanomatériaux n’est pas toujours optimale. De plus, certaines caractéristiques physiopathologiques, comme l’hypoxie tumorale ou l’hétérogénéité des tissus, peuvent réduire l’efficacité des traitements dépendants de l’oxygène ou de la lumière.
 
Pour dépasser ces obstacles, la recherche s’oriente vers des nanoconstructs bioinspirés. Le biomimétisme consiste à s’inspirer de systèmes naturels capables de capter, transférer et convertir l’énergie lumineuse avec une grande efficacité. Les organismes phototrophes, leurs antennes collectrices de lumière, ainsi que des molécules comme la chlorophylle ou les caroténoïdes, offrent des modèles d’organisation spatiale optimisée permettant une large absorption spectrale et une conversion efficace en énergie chimique. Ces principes ont guidé la conception de nanomatériaux mieux structurés et plus performants.
 
Certains mécanismes naturels de photoprotection ont également inspiré des stratégies pour limiter les dommages liés à l’irradiation et améliorer la sécurité des traitements. Par ailleurs, des espèces marines utilisent ou produisent de la lumière via des phénomènes de bioluminescence, suggérant des approches pour générer ou exploiter localement la lumière sans source externe intense.
 
Enfin, d’autres stratégies consistent à intégrer des éléments biologiques dans les nanosystèmes : échafaudages d’ADN pour organiser les composants à l’échelle nanométrique, hybridation avec des membranes cellulaires pour améliorer le ciblage et la biocompatibilité, ou association avec des cyanobactéries ou l’hémoglobine pour optimiser les fonctions liées à l’oxygène.
 
Cette revue montre ainsi comment la bioinspiration, associée à une conception rationnelle, permet d’améliorer les performances, la sélectivité et la sécurité des nanomédicaments activés par la lumière, en dépassant certaines limites des approches conventionnelles

Ce travail s’inscrit dans le projet PHORTUNA du PEPR LUMA et a bénéficié d’une aide de l’État gérée par l’Agence Nationale de la Recherche au titre de France 2030 portant la référence ANR-24-EXLU-0011.

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Projet PHORTUNA

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