Montpellier : des chercheurs inventent un nanorobot révolutionnaire capable d'explorer une cellule humaine

Montpellier : des chercheurs inventent un nanorobot révolutionnaire capable d’explorer une cellule humaine

Une équipe de scientifiques pilotée par Gaëtan Bellot, chercheur au centre de biologie structurale de l’Université de Montpellier qui associe l’Inserm et le CNRS, a conçu un “nanorobot”, un robot invisible à l’œil nu dont la taille est de l’ordre du nanomètre, soit un milliardième de mètre. Il est capable d’explorer une cellule du corps humain qui en compte 100 milliards. Conçu à base d’ADN synthétique, le robot permettra notamment de mieux comprendre les maladies comme le cancer et les maladies neurodégénératives, et de vérifier l’efficacité de thérapies. L’exploit technologique, une aventure passionnante qui nous plonge dans le monde de l’infiniment petit, fait l’objet d’une publication dans la revue Nature Communication de ce jeudi 28 juillet. 

“Vous voyez les robots qui atterrissent sur la lune, et qui sont capables d’explorations de la surface ? Et bien, imaginons que la lune représente une cellule. Nous avons conçu le premier robot qui va atterrir sur cette cellule et s’amarrer à sa surface pour explorer l’infiniment petit à la manière d’un Rover” : l’image, saisissante, utilisée par Gaëtan Bellot, chercheur au centre de biologie structurale de l’Université de Montpellier qui associe l’Inserm et le CNRS, permet de mieux comprendre la performance vertigineuse, dans l’univers de l’infiniment petit, que vient de réaliser une équipe de scientifiques emmenés par le Montpelliérain. Elle fait l’objet, ce jeudi 28 juillet, d’une publication dans la prestigieuse revue scientifique Nature Communication

Le nanorobot, invisible à l’œil nu, utilise “un matériau de construction” spécifique : c’est un assemblage de 700 “briques” d’ADN synthétique programmées par bio-informatique, qui s’assemblent selon le schéma défini après que tous les composants ont été plongés dans un tube chauffé à 60° puis ramené à une température de 20°C afin d’enclencher le mécanisme. On pourrait les comparer à autant de briques de lego associées grâce à une impression 3 D, décrit Gaëtan Bellot, lui-même “fasciné” par le procédé.

“Le domaine d’application le plus évident est le cancer”

Le nanorobot, assis sur quatre “pieds”, et avance en mode autonome via des sortes de “ressorts” ou contrôlé par une “télécommande”. Que peut-il faire ? “Il évalue les récepteurs sensibles aux forces mécaniques des cellules, les mécanorécepteurs, qui régulent des processus biologiques. Ce concept permet de mieux comprendre le fonctionnement du corps humain et par là même des maladies en cas de dysfonctionnement, la réaction du corps à un traitement, des médicaments. Il vient de valoir aux Américains David Julius et Ardem Patapoutian le Nobel 2021 de médecine. Pour travailler, le nanorobot dispose d’outils, à la manière du “cric” du mécanicien, qui ont une sensibilité de l’ordre du pico-newton, c’est-à-dire mille milliards de fois moins que le Newton, la force qu’on applique sur le bouchon pression d’un stylo, et un milliard de fois moins que la force d’un confetti qui tombe sur le sol”, rappelle Gaëtan Bellot.

Des applicaitons dans la recherche conre le cancer

Le concept est étudié depuis 2010 et ouvre un champ de recherche et de compréhension immense, en micro-électronique mais surtout en matière de santé : “Le domaine le plus évident est le cancer, car les cellules cancéreuses, pour se déplacer et métastaser, utilisent les capteurs de force pour tester leur environnement. Mais ces mécanorécepteurs sont aussi très nombreux sur les neurones, et de nombreuses applications s’ouvrent dans le domaine des maladies neurodégénératives”

“Pour étudier un système, il faut des outils adaptés. Pour réparer une voiture, ils mesurent entre 10 cm et 1 m. Pour un smartphone, ils devront être plus petits. Si on veut mieux comprendre le fonctionnement d’une cellule du corps humain, il faut un outil à l’échelle du nanomètre, soit un milliard de fois plus petit que l’outil qui permet de réparer la voiture. notre nanorobot “, détaille Gaëtan Bellot.  

De premières études in vitro

Ici, on reste dans le champ de la recherche fondamentale : pas question d’embarquer le robot dans le corps humain, “les premières études seront menées in vitro, sur des lignées de cellules cancéreuses”, explique le Montpelliérain. Mais “tout peut aller très vite”. Des outils à base d’ADN sont déjà utilisés en application clinique : “Des capsules à base d’ADN permettent d’embarquer des anticorps qui ciblent spécifiquement les cellules cancéreuses qu’elles détruisent”, souligne le chercheur.

La mise au point du nanorobot est le fruit de quatre ans de recherche. Si un seul modèle (déjà protégé par un brevet) existe aujourd’hui, l’équipe de scientifiques travaille déjà à son amélioration : “On pourrait imaginer des systèmes d’activation différents, un champ électromagnétique ou un laser par exemple”. Quant aux missions qui lui seront confiées : “On n’est limité que par notre imagination”.

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