Des nanorobots épineux propulsés par des aimants ont été développés pour transporter des médicaments et percer les membranes des cellules tumorales, un obstacle clé à un traitement efficace du cancer. En augmentant l'entrée sur le médicament, ces «scalpels microscopiques» ont amélioré la chimiothérapie dans les études de laboratoire et animale, supprimant la croissance tumorale et prolongeant la survie. L'approche aborde la résistance aux médicaments et pourrait ouvrir de nouvelles possibilités de thérapies plus sûres et plus précises, marquant un pas en avant pour surmonter l'une des défenses les plus difficiles du cancer.
Passer des médicaments au-dessus du bouclier protecteur d'une cellule cancéreuse est l'un des défis les plus difficiles de l'oncologie. Les cellules tumorales se défendent en formant des membranes rigides qui empêchent la médecine d'entrer. Même lorsque les médicaments entrent à l'intérieur, de nombreuses cellules cancéreuses utilisent des « pompes d'efflux » pour les repousser, conduisant à la résistance aux médicaments. Ces défenses rendent souvent la chimiothérapie moins efficace, en particulier dans les cancers agressifs ou à un stade avancé.
Pour résoudre ce problème, une équipe d'experts a introduit une nouvelle stratégie impliquant des nanorobots épineux propulsés par des aimants. Ces minuscules machines fonctionnent comme des «scalpels microscopiques», leur permettant de pénétrer les défenses tumorales et d'améliorer l'efficacité des médicaments de chimiothérapie. L'étude, publiée en ligne sur 13 août 2025dans le volume 8, numéro 0768 du Journal Recherchea été co-dirigé par le Dr Zhilu Yang du dixième hôpital affilié, Southern Medical University, le Dr Xing MA du Harbin Institute of Technology (Shenzhen) et le Dr Ning Liu de l'Université Tongji, en Chine. Les résultats montrent comment ces nanorobots améliorent l'administration de médicaments et les résultats du traitement. Dans les expériences de laboratoire et d'animaux, les nanorobots ont augmenté la pénétration du médicament dans les cellules tumorales, supprimé la croissance tumorale et même les taux de survie étendus.
Ces nanorobots agissent essentiellement comme des agitateurs mécaniques. En tournant sous un champ magnétique, leurs pointes pointues perturbent la membrane cellulaire, créant de minuscules ouvertures qui permettent aux médicaments de se glisser plus efficacement. «
Dr Ning Liu, Université Tongji
L'administration de médicaments rencontre deux principaux défis: la membrane cellulaire et les cellules tumorales résistantes au médicament qui expulsent les médicaments. Bien que les nanocarriers comme les liposomes aient progressé, ils ont toujours des limites en matière de stabilité, de ciblage et de libération de médicaments. Une nouvelle approche utilisant des nanorobots surmonte ces problèmes en ouvrant physiquement la barrière de la cellule.
Les chercheurs ont conçu les robots utilisant des nanospikes d'or à environ 500 nanomètres de large – à plus 200 fois plus minces que les cheveux humains. Un revêtement en nickel les rendait sensibles aux aimants, tandis que le titane a amélioré la sécurité à l'intérieur du corps. Dans un champ magnétique externe, les nanorobots pourraient être guidés vers des tumeurs et tournés en place. Leurs pointes déchiquetées ont ensuite percé les membranes cellulaires, générant une pression localisée suffisamment forte pour créer des « pores » pour que les médicaments passent.
Dans les expériences avec des cellules cancéreuses du foie humain, les robots ont considérablement augmenté l'absorption de la doxorubicine, un médicament de chimiothérapie standard. Une application plus longue du champ magnétique a conduit à une plus grande entrée de médicament, avec une imagerie de fluorescence montrant des concentrations beaucoup plus élevées à l'intérieur des cellules. Ces résultats étaient cohérents à travers différents types de tumeurs, y compris les modèles de cancer du col de l'utérus et du côlon.
« Considérez-le comme donnant au médicament un raccourci, » dit le Dr Ma, « Au lieu de s'appuyer sur la diffusion lente ou d'être bloqué par des mécanismes de résistance, les nanorobots créent une voie mécanique que les médicaments peuvent utiliser pour atteindre l'intérieur de la cellule directement. »
Les simulations informatiques ont confirmé ces résultats, démontrant que lorsque les pointes tournaient, ils ont créé des pores dans la membrane, ce qui a augmenté sa perméabilité. Au fil du temps, les robots ont non seulement augmenté l'absorption du médicament, mais également les cellules cancéreuses directement endommagées par un processus que les chercheurs appellent le «mécano-killing».
Encouragée par ces résultats, l'équipe a décidé de tester son approche sur des souris avec des tumeurs hépatiques. Le groupe traité avec les nanorobots et la chimiothérapie a montré une réduction de 61% de la croissance tumorale et un taux de survie à 100%, avec une meilleure santé globale par rapport à celles qui ne se sont données que la chimiothérapie ou la stimulation magnétique. L'analyse des tissus a confirmé la mort des cellules cancéreuses plus élevée et les effets secondaires minimaux, indiquant un fort potentiel de sécurité.
« Cette double approche – la combinaison de chimiothérapie avec des perturbations mécaniques – représente une nouvelle direction puissante pour le traitement du cancer ». dit Dr Yang. « Cela montre que les forces physiques, lorsqu'elles sont appliquées à l'échelle nanométrique, peuvent travailler main dans la main avec des médicaments pour surmonter les défenses du cancer. »
Les chercheurs notent que, bien que les résultats soient prometteurs, la technologie en est encore à ses débuts. Des travaux supplémentaires sont nécessaires avant de tester des nanorobots épineux sur l'homme, notamment le raffinement de conception, la sécurité à long terme et les méthodes d'administration améliorées.
Dans l'ensemble, les résultats représentent une progression prometteuse. En transformant les nanorobots en scalpels microscopiques, les scientifiques ont montré qu'il peut être possible de couper physiquement le bouclier du cancer – rendant les traitements plus efficaces, moins toxiques et mieux adaptés à la lutte contre les maladies résistantes aux médicaments.
