En bref
- Le CNIO a créé deux nanoparticules protéiques
- Elles pourraient porter médicaments ou vaccins
- Leur usage médical reste encore expérimental
Entre la promesse et la réalité, l’écart est encore net. Le Centre national de recherches oncologiques espagnol, le CNIO, annonce avoir mis au point deux nanoparticules de protéines capables, à terme, de servir au transport de médicaments dans l’organisme ou de support pour des vaccins. Mais ces usages ne sont pas pour demain, les structures doivent encore passer par une évaluation expérimentale.
Le travail, dirigé par l’équipe de Roger Castells-Graells au sein du CNIO, fait la couverture du Journal of the American Chemical Society. C’est un signal intéressant sur le plan scientifique, même si, en médecine, la publication n’est qu’une première marche.
Une piste concrète, mais encore loin du soin
Ces objets, décrits comme des « nanocages », pourraient remplir deux fonctions. La première, assez intuitive, consisterait à acheminer des molécules thérapeutiques là où il faut. La seconde est plus proche d’un support, une sorte d’armature sur laquelle fixer des antigènes, issus par exemple d’un virus ou de cellules tumorales, afin de les exposer au système immunitaire.
L’idée est simple sur le papier. Si ces antigènes sont bien présentés, l’organisme peut les reconnaître et déclencher une réponse de défense. Mais pour l’instant, on reste au stade du potentiel.
Des nanocages minuscules conçues avec l’aide de l’IA
Leur taille donne l’échelle du défi. Chaque structure mesure environ 15 nanomètres de diamètre, au point qu’il en faudrait près de 5.000 alignées pour atteindre l’épaisseur d’un cheveu.
La difficulté ne tient pas seulement au minuscule. Il faut choisir les bonnes pièces, décider comment les relier, puis obtenir une fermeture correcte de l’ensemble, alors même que tout cela n’est visible qu’au microscope électronique. Et ces nanoparticules ne se montent pas à la main, elles s’auto-assemblent.
L’équipe s’est appuyée sur l’intelligence artificielle pour ajuster ce point délicat. Dans les nouvelles structures, 12 pièces doubles s’assemblent pour fermer l’armature. Selon Roger Castells-Graells, les chercheurs ont relié certains éléments via une hélice flexible, avant d’utiliser des outils d’IA pour que cet assemblage fonctionne malgré la souplesse nécessaire.
Un seul composant pour simplifier la production
C’est peut-être le détail le plus stratégique. Ces nanoparticules reposent sur un composant unique, et non sur une multitude d’éléments séparés.
Pour une production à grande échelle, ce choix compte beaucoup. Roger Castells-Graells explique que multiplier les pièces peut compliquer la fabrication, parce que certaines se produisent mieux que d’autres. Pour une éventuelle application dans la pharmacie ou les biotechnologies, ce point est loin d’être anecdotique.
Du design informatique à la vérification au microscope
Le point de départ a été le Protein Data Bank, une base internationale qui rassemble des structures tridimensionnelles de molécules biologiques. À partir de protéines déjà connues, l’équipe a estimé jusqu’où les jonctions pouvaient se courber en observant des protéines naturelles.
Ensuite, les chercheurs ont utilisé l’outil d’apprentissage automatique ProteinMPNN pour choisir les acides aminés les plus aptes à stabiliser les connexions. Sur 15 designs de départ, 45 variantes ont été testées en laboratoire. Les protéines ont été produites dans des bactéries, puis purifiées. Trois variantes, correspondant à deux nouvelles nanoparticules, ont été retenues pour une analyse détaillée.
La cryo-microscopie électronique à haute résolution a permis de reconstruire leur forme et de vérifier, à l’échelle atomique, l’organisation des pièces. Elle a aussi confirmé que la courbure des connexions restait proche de celle calculée, ce qui renforce la méthode de conception. Et, à moyen terme, c’est peut-être là que se joue l’essentiel, la capacité à fabriquer du très petit, de façon prévisible.
