Des nanorobots pour lutter contre le cancer

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Samuel Sanchez, lors d'Emtech France à Toulouse en décembre 2015.
Samuel Sanchez, lors d'Emtech France à Toulouse en décembre 2015. (Crédits : DR)
Chimiste spécialisé en nanorobotique, le chercheur espagnol Samuel Sanchez développe depuis 2010 des nanorobots potentiellement capables de se déplacer dans le corps humain. L'objectif : soigner de l'intérieur en délivrant des médicaments de façon plus précise et lutter contre le cancer. Présent à Emtech France, à Toulouse, en décembre dernier, Samuel Sanchez nous a expliqué ses recherches.

Des nanorobots injectés dans le corps des patients pour les soigner plus efficacement, c'est le rêve de Samuel Sanchez, un chimiste spécialisé en nanorobotique. À Stuttgart, au sein de l'Institut Max Planck, et maintenant à Barcelone à l'Institut de Bioengineering de Catalogne, il travaille depuis 2010 sur l'élaboration de nano et microrobots destinés à la biomédecine et au traitement des eaux.

"Il ne faut pas les imaginer comme des robots avec des bras articulés et des moteurs, explique ce chercheur de 36 ans. Ce sont des objets très simples qui copient la forme des cellules, des bactéries ou des virus et qui s'autopropulsent dans les liquides où ils se trouvent, du sang par exemple."

Des objets qui se déplacent tout seul, sans moteur, ni carburant ? Pour le béotien, le concept paraît presque magique. Il est, en réalité, on ne peut plus naturel. "C'est quelque chose que la nature fait depuis des millions d'années, rappelle Samuel Sanchez. Les cellules se déplacent grâce à des réactions chimiques. La question est comment : comment peut-on utiliser les nanotechnologies pour faire la même chose ?"

Imiter la nature

Après de nombreuses recherches, la réponse est apparue en 2010 sous la forme d'un tube de platine de quelques nanomètres. Plongé dans un bain d'eau oxygénée, celui-ci produit une réaction chimique, liée au platine, qui transforme alors le péroxyde d'hydrogène en oxygène. En sortant du tube, celui-ci permet au nanorobot de se déplacer "comme un réacteur d'avion". Le problème de la propulsion réglé, il restait encore à diriger les nanorobots. Samuel Sanchez et son équipe ont trouvé la solution en déposant plusieurs couches de matériaux, dont certaines magnétiques, sur le nanorobot. "Il nous suffit alors de le piloter de l'extérieur à l'aide d'un simple aimant", assure Samuel Sanchez.

Au fil de ses travaux pionniers, les nanorobots de Samuel Sanchez sont devenus plus élaborés. Se nourrissant du sucre présent dans leur environnement, ces nanorobots hybrides se dirigent à présent grâce à la chimiotaxie, un phénomène selon lequel des cellules se déplacent en fonction de certaines espèces chimiques présentes dans l'environnement ou en fonction de la température. "Une cellule cancéreuse a en effet une température différente des autres, rappelle le chercheur. Si nos nanorobots peuvent sentir cela, ils se déplaceront d'eux-mêmes vers les zones cancéreuses."

"L'idée est d'apprendre de la nature et de reproduire ce qu'elle fait. Ce faisant, nous la comprenons mieux. Nos recherches sont autant fondamentales qu'appliquées", s'enthousiasme Samuel Sanchez.

Éliminer les cellules cancéreuses

Ces nanorobots ont en effet des applications très prometteuses. "Actuellement, pour soigner quelqu'un, on lui donne un médicament en grande quantité, qui se diffuse plus ou moins vite dans l'ensemble du corps. Transporter des médicaments via des nanorobots permettrait d'aller plus vite et d'être plus précis. Cela permettra aussi de réduire la quantité de médicaments utilisés et de diminuer les effets secondaires ainsi que les coûts de traitement", assure-t-il.

Envoyés "par milliers dans le corps d'un patient", ces nanorobots devront cependant être biodégradables. "Après l'utilisation, soit ils se décomposeront d'eux-mêmes, soit nous les ferons sortir du corps", précise le chercheur.

Capable de déplacer des cellules ou de les pénétrer, ces nanorobots pourraient également servir à éliminer les cellules cancéreuses. À long terme, l'objectif de Samuel Sanchez, dont la tante a souffert d'un cancer, est en effet d'améliorer la qualité de vie des malades. "J'espère que j'y réussirai avant de prendre ma retraite", conclut-il en souriant.

Une autre utilisation explorée est le traitement des eaux contaminées. "Les méthodes actuelles nécessitent de brasser, chauffer et filtrer les eaux traitées. En utilisant nos nanorobots tubulaires en platine, nous avons réussi à nettoyer plus rapidement des eaux contaminées qu'avec les méthodes classiques." Le coût reste cependant une barrière au développement de cette méthode. "Actuellement, pour nettoyer un litre, cela coûte 5 euros. Trop cher pour des industriels qui traitent un m3 pour 50 centimes d'euros, reconnaît Samuel Sanchez. Les nanorobots sont encore très onéreux mais je pense qu'à terme, il est possible de réduire les coûts en les réutilisant plusieurs fois sans perte de productivité."

Une technologie disponible dans 15 ans ?

Actuellement, Samuel Sanchez est un homme très courtisé. "En ce moment, je reçois des appels de partout pour me faire toutes sortes de propositions. Beaucoup d'entreprises sont intéressées", reconnaît-il. Plutôt que de se focaliser sur un seul type de nanorobots, Samuel Sanchez entend proposer une plateforme technologique plus large permettant de s'adapter aux besoins de ses futurs clients. "Pour quel but, de quelle taille, de quel matériau ? Nous discuterons et nous vendrons des nanorobots adaptés".

Rien ne presse cependant pour le directeur de recherche au laboratoire public IBEC (Institute for Bioengineering of Catalogne), qui chapeaute une quinzaine de personnes réparties entre Barcelone et Stuttgart : "Cela m'intéresse de traduire ces recherches en activités entrepreneuriales, mais je dispose de subventions européennes suffisantes pour mes recherches. Je vais donc prendre plusieurs mois pour réfléchir à tout cela."

Alors qu'aucun test clinique n'a encore été réalisé sur des patients humains, à quelle échéance cette technologie pionnière sera-t-elle disponible pour la médecine ? "Selon un prix Nobel de Stuttgart, mieux vaut dire dans 15 ans, répond malicieusement Samuel Sanchez. Car 10 ans, c'est demain, et 20 ans, c'est trop loin pour intéresser."

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