Oubliez un instant l’image classique d’un robot. Fini les bras, engrenages et circuits métalliques. L’avenir de la microrobotique se construit avec la force de l’ADN. C'est le point de départ de NanoGripper, une structure programmable d’acides nucléiques qui s’auto-assemble en une « main miniature » dotée de quatre doigts et d’une paume. Un « origami moléculaire », mais avec un but bien précis : saisir des virus mortels comme le SARS-CoV-2 et les bloquer avant qu’ils n’infectent les cellules ; ou administrer des médicaments de manière ultra-précise en reconnaissant des marqueurs spécifiques sur les tumeurs. Voyons ensemble comment fonctionne ce développement d'ingénierie à l'échelle nanométrique et pourquoi il peut révolutionner la médecine du futur.
NanoGripper, une main (très) miniature faite d'ADN
Connaissez-vous le jeu de l'origami ? Ici, imaginez pouvoir vous pencher une seule et très longue molécule d'ADN pour obtenir une forme 3D programmable. C'est exactement ce qu'ont fait des chercheurs de l'Université de l'Illinois dirigés par le professeur. Xing Wang. Je relie la recherche ici, très intéressant, publié dans Science Robotics.
Le résultat est le NanoGripper: une structure de quelques nanomètres (millionièmes de millimètre) de largeur qui ressemble à une main avec quatre doigts articulés et une paume. Le « secret » réside dans la conception de l’ADN, qui est plié d’avant en arrière comme une page d’un livre pour créer à la fois les parties statiques et mobiles, en une seule étape.
Attrapez les virus à mains nues
Ok, mais à quoi ça sert une si petite « main » ? Simple : annonce attraper des virus, tout comme votre main le ferait avec un objet. Les doigts du NanoGripper contiennent en effet des séquences d'ADN spécifiques appelées aptamères, programmé pour se lier comme du Velcro moléculaire à des cibles spécifiques. Dans le cas du coronavirus SARS-CoV-2, ces « velcros » reconnaissent la protéine Spike, cette sorte de couronne qui permet au virus de s'attacher aux cellules. Une fois la cible verrouillée, les doigts se plient pour envelopper le virus dans un étau.
Applications pratiques : tests rapides et blocage des infections
Attraper des virus à mains nues, c’est spectaculaire, mais à quoi ça sert vraiment ? Eh bien, il existe de nombreuses utilisations. Pour commencer, cela vous permet de détecter la présence de l'agent pathogène de manière très rapide et sensible. Les chercheurs ils ont en effet couplé le NanoGripper à un capteur photonique : lorsque le virus se retrouve dans la « main », il active la libération de molécules fluorescentes qui le font briller comme une luciole. Résultat : un Tests COVID qui atteint en seulement 30 minutes la même sensibilité que les écouvillons moléculaires utilisés dans les hôpitaux.
Mais ce n'est pas tout. Le NanoGripper peut aussi bloquer complètement l’entrée des virus dans les cellules, empêchant efficacement l’infection. Des tests en éprouvette ont montré que, s'ils étaient placés en contact avec des cellules puis exposés au coronavirus, les NanoGrippers ils s’enroulent autour de la surface virale, empêchant la protéine de pointe d’interagir avec les récepteurs cellulaires.
Bien entendu, une fois infecté, il serait difficile d’utiliser cette technologie comme remède. Mais à l'avenir, cela pourrait ouvrir les portes à sprays nasaux antiviraux basé sur NanoGripper. Après tout, le nez est la principale « porte d’entrée » pour les virus respiratoires comme la grippe et le COVID, n’est-ce pas ?
NanoGripper, un nano-facteur pour les médicaments anticancéreux
Le potentiel du NanoGripper va bien au-delà des virus. Avec quelques modifications du « code » ADN, des doigts capables de reconnaître peuvent être créés marqueurs spécifiques sur les cellules tumorales. Cela ouvre la porte à un Livraison ultra-ciblée de médicaments anticancéreux, en apportant la chimiothérapie ou d’autres thérapies uniquement là où elles sont nécessaires et en épargnant les tissus sains. Une perspective incroyable.
Nous n'en sommes qu'au début
Soyons clairs : le chemin pour amener le NanoGripper de l'éprouvette au lit du patient est encore long. De nombreux tests et améliorations sont nécessaires, par exemple pour le rendre plus stable dans le milieu biologique et capable de supporter une « charge » pharmacologique adéquate.
Nous assistons à la veille de nanorobotique douce, constitué de molécules biologiques, qui nous réservera bien des surprises. Après tout, la nature elle-même nous enseigne que des mécanismes rigides et encombrants ne sont pas nécessaires pour obtenir des fonctions extraordinaires. Il suffit de regarder la complexité de nos cellules, elles sont elles-mêmes de véritables nanorobots qui travaillent sans cesse pour nous faire fonctionner. L'inspiration biologique, combinée à la programmabilité de l'ADN synthétique, promet d'inaugurer une nouvelle ère de médecine de précision dans laquelle de minuscules « mains » ou d'autres dispositifs moléculaires seront capables de dénicher les menaces ou d'administrer des traitements exactement là où ils sont nécessaires, rendant ainsi les diagnostics et les thérapies très utiles. plus précis et efficace.
La médecine a un grand avenir, car il sera petit. Très, très petit.
