Publié le 24 septembre 2025. Des chercheurs de l’université Texas A&M explorent une nouvelle voie prometteuse dans la lutte contre le cancer : des nanomachines capables d’agir directement à l’intérieur des cellules tumorales, sans les effets secondaires des traitements traditionnels.
- Des ingénieurs développent des moteurs moléculaires activés par la lumière pour cibler et perturber les cellules cancéreuses de l’intérieur.
- Cette approche innovante pourrait réduire les dommages aux tissus sains et offrir de nouvelles perspectives pour les cancers résistants aux traitements actuels.
- Les résultats de cette recherche pionnière ont été publiés dans le Journal de la Société américaine de chimie.
À l’échelle nanométrique, une révolution thérapeutique se prépare. Des chercheurs du département Artie McFerrin de génie chimique de la Texas A&M University conçoivent des nanomachines capables de pénétrer dans les cellules cancéreuses et de modifier leur fonctionnement de l’intérieur. L’objectif : une thérapie plus précise, moins invasive et plus efficace que les traitements conventionnels.
Le professeur de génie chimique, le Dr Jorge Seminario, et le Dr Diego Galvez-Aranda, chercheur postdoctoral, sont à l’origine de cette avancée. Leur travail, récemment publié dans le Journal de la Société américaine de chimie, démontre le potentiel des forces mécaniques internes pour moduler le comportement cellulaire.
Contrairement aux chimiothérapies qui agissent de l’extérieur, ces moteurs moléculaires utilisent la lumière pour déclencher une action mécanique à l’intérieur même de la cellule, ciblant des protéines et d’autres structures cellulaires spécifiques. « L’aspect le plus significatif de ces travaux est la preuve que les forces mécaniques internes, créées par des machines moléculaires activées par la lumière, peuvent moduler spécifiquement et efficacement le comportement cellulaire », explique le Dr Galvez-Aranda, expert reconnu dans ce domaine.
Ces moteurs moléculaires convertissent l’énergie chimique en mouvement mécanique, permettant une rotation moléculaire contrôlée. La durée d’activation de ces moteurs influence leurs effets sur les cellules, offrant ainsi un degré de précision inédit. Selon Galvez-Aranda, cette approche pourrait s’avérer particulièrement bénéfique pour les maladies où les traitements chimiques existants présentent des effets secondaires importants ou une efficacité limitée, notamment de nombreux cancers et maladies chroniques.
« L’aspect le plus significatif de ces travaux est la preuve que les forces mécaniques internes, créées par des machines moléculaires activées par la lumière, peuvent moduler spécifiquement et efficacement le comportement cellulaire. »
Les chercheurs ont testé quatre moteurs moléculaires aux propriétés chimiques similaires, mais dont la composition a été modifiée pour obtenir des vitesses de rotation différentes sous l’effet de la lumière. Les expériences menées ont révélé que les moteurs à rotation plus lente étaient moins efficaces pour influencer les processus biologiques, notamment la mort cellulaire et la libération de calcium.
En tournant à l’intérieur de la cellule, ces moteurs moléculaires modifient son comportement et sa fonction au niveau moléculaire. Galvez-Aranda souligne que cette approche pourrait réduire les dommages aux tissus sains en évitant l’utilisation d’agents chimiques. En effet, les agents chimiques agissent généralement de l’extérieur de la cellule, tandis que les moteurs moléculaires appliquent des forces mécaniques de l’intérieur.
« En résumé, la principale avancée est de démontrer que des forces mécaniques peuvent être exercées au niveau moléculaire, ouvrant la voie à une nouvelle classe d’outils thérapeutiques qui pourrait fondamentalement changer notre approche de la planification des interventions médicales », conclut Galvez-Aranda.
Au-delà du traitement du cancer, les moteurs moléculaires pourraient également apporter de nouvelles connaissances sur le fonctionnement des cellules. Une meilleure compréhension des forces mécaniques à l’échelle cellulaire pourrait permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et de découvrir de nouveaux processus biologiques.
Le Dr Seminario précise que ces techniques permettent de simuler le comportement des atomes, des molécules et des matériaux avec une précision exceptionnelle, notamment à des échelles inférieures à quelques nanomètres. « Cela complète les approches expérimentales, qui restent plus adaptées aux systèmes de plus grande taille », ajoute-t-il.
Ces nouvelles avancées pourraient ouvrir des perspectives prometteuses dans les domaines émergents de la biologie synthétique et des nanotechnologies, stimulant la conception et la fabrication de nano-robots synthétiques ou de molécules intelligentes capables d’effectuer diverses tâches à l’intérieur du corps humain, telles que la réparation des tissus ou l’administration de médicaments avec une précision accrue.
Cette approche pourrait réduire le recours aux thérapies invasives, limiter le nombre d’interventions chirurgicales et diminuer l’exposition des patients à des produits chimiques nocifs. « Notre groupe de recherche est fier d’être à l’avant-garde de cette transformation. Le Dr Galvez-Aranda et notre équipe sont pleinement engagés dans le développement de méthodes basées sur les principes fondamentaux et l’intelligence artificielle pour faire progresser la prochaine génération de découverte de matériaux », affirme le Dr Seminario.