Vers des tests in vitro plus fiables

Des chercheurs de l’EPFL proposent une nouvelle approche pour réaliser les tests in vitro sur nanoparticules, qui permettraient d’améliorer la transition vers les tests in vivo. Il s’agit de reproduire en laboratoire les turbulences auxquelles ces particules sont confrontées dans le corps humain. 

Prometteuses pour une utilisation dans le domaine médical, notamment, les nouvelles nanoparticules, tout comme les nouveaux traitements, doivent, avant d’être injectés dans le corps humain, passer de nombreuses étapes de validation. Des tests ont d’abord lieu en laboratoire, puis sur des êtres vivants, avant d’arriver à l’humain. Or, bien souvent, les résultats obtenus in vitro ne correspondent pas à ce qui se passe chez l’animal. Forts de ce constat, des chercheurs de l’EPFL ont reconsidéré la façon dont sont réalisés les tests in vitro.

Dans une publication parue dans la revue Small, ils expliquent qu’il est possible d’éviter ces incohérences, en remplaçant les tests in vitro traditionnels et statiques par des tests dynamiques.

En laboratoire, les scientifiques ont donc cherché à reproduire les turbulences qui surviennent dans les systèmes sanguins et lymphatiques du corps humain, puis ont testé le comportement de nanoparticules confrontées à divers débits de sang et de liquide lymphatique. De même, ils ont «recréé» l’effet de «nettoyage» que subissent les nanoparticules qui passent dans les ganglions lymphatiques.

«Actuellement, les conditions d’incubation sont statiques. On applique soigneusement des nanoparticules ou des médicaments sur des cellules ou des fluides. On attend ensuite qu’une réaction survienne afin de l’étudier avec un microscope, typiquement», explique Marijana Mionic Ebersold, ancienne post-doctorante à l’EPFL, première auteure de la publication, et actuellement collaboratrice scientifique au CHUV. «Dans le corps humain, les fluides et les cellules ne restent jamais gentiment à leur place. C’est un milieu extrêmement dynamique et complexe. Cette méthode ne permet donc pas une bonne transition vers le êtres vivants», ajoute-t-elle.

Reproduire les conditions des systèmes sanguins et lymphatiques
Pour leur expérience, les chercheurs ont utilisé la protéine corona, qui reflète les différences in vitro / in vivo. Cette protéine se forme autour des nanoparticules lorsqu’elles entrent en contact avec un environnement biologique. La présence de la protéine corona influence le comportement des nanoparticules, modifiant leurs propriétés chimiques, leur destination, et la façon dont elles interagissent avec les cellules.

L’étude montre que la protéine corona est influencée par le débit et le type de fluide–lymphe ou sang par ex.-. «Etonnamment, l’influence de la lymphe sur la protéine corona et le sort des nanoparticules a jusqu’ici été négligée. Cela alors même que les particules, lors d’une injection sous-cutanée, entrent directement en contact avec la lymphe du patient », commente Marijana Mionić Ebersold. Partant du fait qu’un changement de débit ou de type de fluide influençe grandement la formation de la protéine corona, on peut en déduire que chez un patient avec des troubles de la pression sanguine, la présence de la protéine corona sera différente de ce que l’on pourrait observer chez un patient avec une pression sanguine normale. Cela implique donc que les nanoparticules se comportent différemment selon le patient, et entraînent des effets variés.

Dans ce contexte, les tests dynamiques en laboratoire peuvent se révéler très utiles pour observer la formation des protéines corona dans les différents milieux, et ainsi prédire le comportement des nanoparticules in vivo. «Jusqu’ici, la différence de résultats entre tests in vitro et in vivo a souvent été expliquée par le choix du mauvais type d’animal, ou encore par une probable différence dans les produits utilisés», commente la chercheuse. «Nous pensons que le problème se situe bien en amont, au niveau des tests in vitro. Bien souvent, leur caractère statique est ce qui provoque ces incohérence avec les tests in vivo», conclut-elle.

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La recherche a été menée dans le cadre du projet suisse nano-tera

Source : Protein Corona: Impact of Lymph Versus Blood in a Complex In Vitro Environment

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