Polymères, Chevaux de Troie de thérapie contre le cancer
2009/04/01 Perez Alvarez, Leire - Kimikan doktorea | Artetxe Pujana, Maite - Kimikan lizentziatua Iturria: Elhuyar aldizkaria
Polymères naturels et synthétiques. Les polymères naturels, comme la soie, la laine ou la cellulose, ont été tout au long de l'histoire des matériaux de grande utilité et d'importance. Cependant, dans le mode de vie actuel, les polymères synthétiques sont devenus un matériau indispensable, atteignant des objectifs impensables comme la fabrication de mains artificielles en polymère capables de prendre un œuf sans se casser.
Les chaînes de polymères peuvent être linéaires, ramifiées ou croisées. Dans ce dernier cas, toutes les chaînes sont liées chimiquement et forment une énorme molécule. Ces molécules forment un réseau élastique qui s'étend en trois dimensions. Sa structure peut être comparée à la structure sympathique de l'éponge qui se trouve dans n'importe quelle maison.
De ces polymères croisés, les hydrogels ont leurs caractéristiques les plus attrayantes. Les hydrogels, comme l'indique l'économie hydro, ont une affinité pour l'eau. Les molécules d'eau pénètrent dans l'hydrogel, c'est-à-dire absorbent l'eau et sont piégées dans le filet. Par conséquent, l'hydrogel gonfle toujours en gardant son aspect initial. Les hydrogels sont capables de stocker en eux des quantités d'eau mille fois supérieures à leur poids initial. L'utilisation de l'eau comme diluant apporte de grands avantages en termes de biocompatibilité. L'utilisation d'hydrogels comme biomatériaux est due à leur similitude avec les tissus vivants, qui sont plus grands que tout autre biomatérial synthétique. De nombreux hydrogels sont également connus comme des matériaux intelligents. Face à une excitation physique ou chimique externe – lumière, chaleur, changement de pH ou rayonnement – ils sont capables de changer le volume, c'est-à-dire comme la lumière s'allume et s'éteint par un interrupteur, les hydrogels peuvent gonfler ou se vider en changeant les agents extérieurs.
Où trouvons-nous les hydrogels ? Nous n'avons qu'à regarder l'environnement pour voir que les hydrogels sont importants dans notre quotidien. Pourquoi les couches et les serviettes sur le marché sont de plus en plus fines? Elle est due à la diminution de la quantité de coton et à l'augmentation de la capacité d'absorption des liquides. Dans le jardinage il ya aussi de nombreuses utilisations, car ils sont en mesure de stocker l'eau et des engrais à l'intérieur. Selon les besoins des plantes, ces eaux et engrais sont progressivement libérés, améliorant la fertilité du sol et facilitant l'irrigation. Une des dernières innovations dans la décoration intérieure est le remplacement du sol des vases par des hydrogels.
Libération contrôlée de médicaments
Les hydrogels ont la capacité de stocker des substances à l'intérieur et ensuite de les libérer lentement, de sorte que dans les années 1950, diverses études ont été menées pour l'utilisation d'engrais et hydrogels libérateurs de pesticides à faible poids moléculaire. Combinant cette caractéristique avec la biocompatibilité, dans les années 1960 ils se sont étendus au domaine médical afin de surmonter les inconvénients des méthodes d'administration des médicaments conventionnels.
La façon traditionnelle de prendre des médicaments est répétée et dosage. Dans ce cas, des concentrations élevées du médicament sont nécessaires, ce qui entraîne une diminution du temps et une perte d'efficacité finale. Ensuite, prenez une autre dose. Par conséquent, la concentration du médicament conduit à tout moment de la limite toxique à la limite inefficace. Cette technologie conventionnelle n'est pas la plus appropriée, en particulier dans les traitements de longue durée comme le traitement de chimiothérapie contre le cancer.
Dans ce cas, la seule dose qui permet à la concentration de médicaments d'être entre le maximum et le minimum tout le temps est la bonne, c'est-à-dire la libération contrôlée du médicament. Ainsi, la concentration du médicament sera constante pendant le traitement, plus efficace. Pour atteindre cet objectif, les hydrogels sont des matériaux idéaux. C'est pourquoi, dans les années 1970, la technologie de libération contrôlée des médicaments à faible poids moléculaire a été développée par des hydrogels. À partir de ce moment, des progrès ont été réalisés, comme les rappels transdermiques d'hydrogel actuels qui sont devenus réalité.
L'avantage des rappels transdermiques est qu'ils sont en mesure de fournir une dose exacte des actifs qui passent dans le sang. Par conséquent, les huiles et les onguents habituels ont été remplacés pour faire face aux trous oculaires, à la cellulite, etc. Aujourd'hui, il est très fréquent de rencontrer ces matériaux en pharmacie et cosmétique, car ils offrent de meilleurs résultats. Ces dernières années, on étudie la possibilité d'utiliser les éclats en thérapie contre la maladie d'Alzheimer. De cette façon, vous pouvez administrer des médicaments contre cette maladie.
Micro/nanogelas
En voyant le potentiel d'Hydrogel et l'importance actuelle de la nanotechnologie, les deux voies de recherche ont rejoint. Ainsi, l'intérêt pour l'hydrogel, de taille nano, un million de fois moins qu'un millimètre. Les recherches sur les microgels --100-1000 nanomètres - et nanogeles --0-100 nanomètres - se sont intensifiées ces dernières années. Ces petites tailles rendent la médecine très intéressante, car ces petites particules sont capables de se déplacer librement dans l'organisme. De cette façon, vous pouvez atteindre n'importe où dans l'organisme sans utiliser la chirurgie.
Les microgels ont été connus ces dernières années, mais cela ne veut pas dire qu'ils sont une invention des dernières années, qui existent depuis le début de la science des polymères. XX. Au début du XXe siècle, lorsque le polystyrène et le caoutchouc commencèrent à être commercialisés, ils rencontrèrent de petites particules de gel gênantes qui endommageaient les vannes et les tubes, altérant inlassablement les propriétés des produits finaux. Ces particules qui à l'époque causaient tant de problèmes sont aujourd'hui des micro/nanogelas de grand usage.
Au fil du temps, les scientifiques ont découvert le potentiel de ces petites particules. Dans les années 1970, il commence à faire partie des composants de peintures et vernis, améliorant leurs propriétés. Ces petits composants facilitent l'extension de la peinture sur la surface à peindre. En outre, ils sont plus résistants et moins visqueux.
En raison des propriétés de ces particules de petite taille, ils ont également commencé à jouer un rôle important dans la médecine. Les micro/nanogelas peuvent agir comme des véhicules de médicaments. Par conséquent, ils sont intéressants pour aider à surmonter les limites de la chimiothérapie qui est actuellement utilisé contre le cancer.
Nouvelles thérapies contre le cancer
La chirurgie est la thérapie la plus ancienne connue contre le cancer. Un papyrus de 1600 av. J.-C. explique l'extraction d'une tumeur solide. Actuellement, dans la plupart des tumeurs cancérigènes, en plus de la chirurgie, d'autres traitements sont effectués comme la radiothérapie, la chimiothérapie et l'hormothérapie ou l'immunothérapie.
La chimiothérapie, une thérapie basée sur l'administration de médicaments qui tuent des cellules cancéreuses, a un avenir prometteur. Aujourd'hui, heureusement, de nombreux médicaments efficaces sont connus pour combattre le cancer, mais leur efficacité est conditionnée par les méthodes administratives habituelles. Ce sont des traitements agressifs car de grandes quantités de médicaments sont nécessaires pour combattre la maladie. En outre, ils provoquent la mort de cellules cancéreuses et saines avec des effets secondaires. Par conséquent, il est courant que chez les personnes souffrant de chimiothérapie apparaissent à court terme vomissement, perte de cheveux, infections, diarrhée, fatigue... À long terme, la stérilité, la faiblesse cardiaque, la ménopause précoce ou un second cancer peuvent apparaître.
Il a été observé que certains médicaments utilisés dans la chimiothérapie sont valables pour la mort de cellules cancéreuses. Les inconvénients de la chimiothérapie peuvent être surmontés par l'administration sélective du médicament, où l'imagination des chercheurs apparaît. Les micro/nanogelas peuvent être des outils pour réaliser cette sélectivité. De cette façon, vous pouvez obtenir une libération locale, limitée, sans causer de dommages dans le tissu sain.
Les micro-nanogèles peuvent être des véhicules du médicament, car à l'intérieur on peut introduire le médicament. En outre, ces gels peuvent être préparés chimiquement pour atteindre directement la tumeur, sans relâcher la substance active qu'ils contiennent.
Pour diriger les chambres aux cellules cancéreuses, vous pouvez utiliser de l'acide folique - une vitamine naturelle. Les cellules cancéreuses ont une affinité particulière pour le folique. Des études de ces dernières années ont montré que les récepteurs d'acide folique sont abondants dans différents types de cancer, mais limités dans des tissus sains. On peut dire que ces cellules ont besoin de grandes quantités de cette vitamine pour pouvoir se développer rapidement. Par conséquent, si la micro/nanogel est entourée d'acide folique, la pièce apparaît déguisée devant la cellule de cancer. De cette façon, vous obtenez de tromper la tumeur et d'éviter la réponse immunitaire dans votre défense. Ainsi, l'hydrogel transportant le médicament est intégré dans la cellule cancérogène. En entourant le micro/nanogel avec de l'acide folique, vous disposez d'une autorisation spéciale pour l'introduire dans la tumeur. Ce fait peut être comparé au fameux événement du Cheval de Troie. Dans les deux cas, par le costume on obtient d'entrer dans la maison de l'ennemi et de détruire l'ennemi à l'intérieur.
Les possibilités que peuvent apporter les hydrogels dans la lutte contre le cancer ne finissent pas ici. Diverses mesures ont permis de savoir que le pH (5,5) trouvé les matériaux recouverts d'acide folique dans la cellule de cancer diffère des tissus sains (7,4). À partir des résultats de ces études, des microgels spéciaux sensibles au pH peuvent être conçus pour gonfler un pH spécifique et libérer le médicament. En thérapie contre le cancer, l'objectif est de concevoir des hydrogels qui gonflent avec un pH d'environ 5,5.
Par conséquent, les micro/nanogelas peuvent être une étape supplémentaire dans la lutte contre le cancer. Comme mentionné précédemment, les hydrogels ont une structure treillis. Cela permet le stockage interne du médicament et sa libération contrôlée. En outre, sa taille nanométrique lui permet de se déplacer facilement dans l'organisme. En outre, le micro/nanogel sera conçu pour répondre à deux exigences particulières. D'une part, s'adresser uniquement aux cellules cancéreuses, les entourant d'acide folique, et de l'autre, les infliger seulement quand le pH est 5,5, pour libérer le médicament seulement dans ce pH. De cette façon, vous pouvez libérer le médicament de manière sélective et contrôlée. Ici nous avons une des qualifications qui nous offrent de nouvelles recherches pour pouvoir vaincre le cancer, la vieille maladie. Comme on peut le voir, plusieurs domaines scientifiques – médecine, pharmacologie, chimie...- convergent sur le chemin d'avancement.
Merci à l'Université du Pays Basque de collaborer à ce projet.
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