LE GLOBULE ROUGE (GR) présente, à côté de ses propriétés chimiques (transport de l’oxygène), des qualités physiques (forme, élasticité…) très particulières qui le rendent capable, par exemple, de circuler dans des microcapillaires de diamètre beaucoup plus petit que lui, tandis que sa forme de disque biconcave lui permet d’accepter d’importantes déformations tout en maintenant une aire de surface constante. Il était donc séduisant d’essayer de synthétiser une particule douée des propriétés de l’érythrocyte et offrant les qualités requises des transporteurs de médicaments.
Les chercheurs sont partis de l’hypothèse que des particules de polystyrène (PS) creuses pourraient adopter la forme particulière des érythrocytes après avoir été soumises à un solvant ou subi un processus de fluidisation par la chaleur. Après avoir vérifié qu’il était possible d’imprimer la forme de disque biconcave à des sphères de polystyrène de 1 µ de diamètre en les soumettant à du tétrahydrofurane, les chercheurs ont élaboré d’autres particules, de même morphologie, mais incluant des protéines naturelles du GR, telles que l’hémoglobine, adsorbée sur une matrice de poly 4-styrène sulfonate (PSS).
Comme le PS n’est pas biocompatible, il a été remplacé par des
particules biocompatibles et biodégradables de PLGA (acide-co-glycolide polylactique). Ce nouveau biomatériau a été incubé en présence de 2-propanol pour obtenir des matrices PLGA en forme de GR, sur lesquelles ont été auto-assemblés, selon la technique dite « couche-par-couche », neuf revêtements alternativement polyanioniques (Hb/BSA) et polycationiques (PAH/BSA). Après quoi, la matrice de PLGA a pu être éliminée.
Les chercheurs ont calculé que l’élasticité des particules synthétiques en forme de GR (GRs) ainsi obtenues était comparable à celle des érythrocytes naturels. La flexibilité des GRs a été testée par passage sur des microcapillaires de verre et le caractère réversible des déformations a également été vérifié. L’évaluation de la capacité de ces particules à fixer l’oxygène (O2) indique, par ailleurs, que 90 % de la capacité de transport d’O2 se maintient au-delà d’une semaine.
Relargage d’héparine.
Ces particules apparaissent comme d’excellents candidats aux applications potentielles dans le transport de médicaments, comme l’illustre leur capacité à relarguer de l’héparine de manière continue sur plusieurs jours in vitro. Dans
le domaine de l’imagerie médicale, l’incorporation, dans les particules GRs, de nanocristaux d’oxyde de fer suggère la possibilité d’utiliser ces molécules comme agents de contraste dans l’IRM (imagerie par résonance magnétique), d’autant que la distribution de l’oxyde de fer au sein des particules se fait de façon homogène, ce qui est un impératif dans ce type d’utilisation.
Enfin, la technologie des particules GRs pourrait également être exploitée pour simuler la forme et les propriétés d’hématies pathologiques (dans la sphérocytose, l’elliptocytose ou l’anémie falciforme, par exemple) et servir ainsi de modèles d’étude du rôle de la déformation des GR dans la physiopathologie de telles maladies.
La mise au point de particules synthétiques aux propriétés de transport d’oxygène et d’élasticité très comparables à celles du globule rouge ouvre des perspectives originales dans le domaine de la délivrance des médicaments et dans la recherche sur les produits de contraste de l’imagerie médicale. Ces travaux préliminaires des Américains incitent à poursuivre des études plus approfondies sur les qualités de cette nouvelle génération de molécules.
S Mitragotri. Red blood cell-mimicking synthetic biomaterial particles.
Proc Natl Acad Sci USA (2009).
Publié en ligne.
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