La lumière pour contrôler la libération de traitements

L’UdeS repense la livraison des médicaments dans le corps

Photo : Michel Caron

La libération de médicament dans le corps de manière localisée apparaissait difficilement réalisable jusqu’à ce jour. Or, une équipe du Département de chimie de l’UdeS vient de mettre le doigt sur une solution pour y parvenir : une lumière émise de l’intérieur du transporteur.

Faire voyager les médicaments en les dissimulant dans des cages et contrôler leur ouverture à distance grâce à la lumière : voilà qui résume les travaux de l’équipe de Yue Zhao, du Département de chimie de la Faculté des sciences. Ces cages, aussi appelées «porteurs photosensibles», sont déverrouillées à l’aide de rayons de lumière. Leur dimension ne dépasse pas l’ordre du nanomètre, ce qui est environ mille fois moindre que l’épaisseur d’un cheveu.

Avec ce type de dispositif, on évite que le traitement ne soit absorbé par d’autres organes avant d’arriver à destination, le porteur agissant comme une cage protectrice. Le remède sera donc plus efficace, ce qui permettra de minimiser le dosage à administrer au patient. L’utilisation de ces petites cages ouvre aussi la voie à une toute nouvelle génération de médicaments, qu’on considérait jusqu’à maintenant comme trop «fragiles» pour parvenir au site à traiter.

La nanoparticule de lanthanide (en vert) absorbe le rayon infrarouge (en rouge). Elle émet ensuite un rayon ultraviolet (en mauve). L’ultraviolet frappe le nanoporteur (en noir), qui s’ouvre et libère le médicament (en jaune).

La nanoparticule de lanthanide (en vert) absorbe le rayon infrarouge (en rouge). Elle émet ensuite un rayon ultraviolet (en mauve). L’ultraviolet frappe le nanoporteur (en noir), qui s’ouvre et libère le médicament (en jaune).

Jusqu'ici, l’ouverture des cages nécessitait qu’on les expose à la lumière ultraviolette ou visible, un immense handicap pour une éventuelle application biomédicale.

«Émis de manière aussi intensive et localisée, ce type de rayon endommage les tissus biologiques», explique le chimiste, dont les recherches ont obtenu le titre de Découverte de l’année 2005 par le lectorat du magazine Québec Science. «De plus, la lumière ultraviolette et visible ne pénètre que de quelques micromètres les tissus de la peau, ce qui est insuffisant pour atteindre le site à traiter.»

Face à cette impasse, plusieurs scientifiques ont souhaité créer des cages sensibles aux rayons «idéaux», soit les rayons qui parcourent plus profondément les tissus humains et qui s’ouvrent à des longueurs d’onde moins nocives. Mais Yue Zhao ne l’entendait pas ainsi!

Trouver la bonne clef

Aujourd’hui, le chercheur n’a jamais été aussi près de sa cible. «Nous proposons de contourner le problème en créant une source de rayonnement ultraviolet à même les nanoporteurs», dit-il. Cette «source» provient en fait de particules de lanthanides. Cette famille de composés du tableau périodique détient une propriété bien particulière : lorsque exposé à de la lumière infrarouge, moins dommageable pour les tissus, le lanthanide émet des ultraviolets. De fait, les ultraviolets sont générés uniquement à l’endroit où ils s'avèrent nécessaires.

Par ce simple détour, l’équipe du professeur Zhao, en collaboration avec des chercheurs de l’Université Simon Fraser, a esquivé un obstacle considérable à l’utilisation des porteurs de médicaments photocontrôlables. L’avancée a récemment été présentée dans le Journal of the American Chemical Society. L’unicité de l’approche a d’ailleurs valu au chimiste plusieurs mentions dans plusieurs grandes revues scientifiques, notamment dans le Chemical & Engineering News de l’American Chemical Society ainsi que dans le Therapeutic Delivery.

Des applications au-delà de la médication

À long terme, Yue Zhao espère adapter sa technologie pour qu’elle soit mieux assimilée par le corps, de sorte que les interactions indésirables avec ceux-ci s’avèrent minimales. À cet effet, son groupe de recherche collabore avec le professeur Martin Lepage, du Département de médecine nucléaire et radiobiologie de la Faculté de médecine et des sciences de la santé de l'UdeS, chercheur au Centre de recherche clinique Étienne-Le Bel du Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke.

Plus encore, l’équipe de recherche souhaite profiter des rayons émis lors de la libération du médicament pour capter le tout par imagerie optique. De cette manière, il s'avérerait possible de visualiser en direct la propagation du remède dans l’organisme touché. On pourrait ainsi additionner l’imagerie optique à l’imagerie par résonance magnétique afin de dresser un portrait complet de l’organe traité. «Il s’agit de la prochaine étape que j’aimerais explorer», confie le professeur de la Faculté des sciences.

Chose certaine, les solutions apportées par le groupe de Yue Zhao abaissent les barrières qui nous séparent des multiples applications de ces fameuses petites cages. Qui sait, peut-être contrôlerons-nous un jour le parcours nos médicaments à la manière d’un avion téléguidé…