Dans une avancée scientifique majeure, les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) viennent de franchir une étape décisive qui pourrait transformer notre approche du traitement des maladies neurologiques. Ils ont développé des dispositifs portables microscopiques qui représentent une véritable prouesse technologique : sans batterie et plus petits qu’une cellule, ces nano-instruments sont capables de mesurer et de moduler l’activité électrique et métabolique des neurones à une échelle jusqu’alors inaccessible.
Une technologie d’une précision extraordinaire
Cette innovation repose sur l’utilisation d’un polymère souple appelé azobenzène, dont les propriétés uniques permettent une interaction délicate mais efficace avec les structures neuronales les plus fragiles. Ces dispositifs peuvent littéralement s’enrouler autour des différentes parties des neurones, notamment les axones et les dendrites, sans compromettre leur intégrité. Cette capacité d’adaptation est particulièrement remarquable car elle permet d’établir un contact étroit avec les cellules nerveuses tout en préservant leur fonctionnement naturel.
La véritable innovation réside dans le mécanisme d’activation de ces dispositifs. Les chercheurs ont mis au point un système de contrôle basé sur la lumière, permettant une activation sans fil et précise depuis l’extérieur du corps. En modulant l’intensité et la polarisation de la lumière émise, ainsi que la forme des dispositifs, les scientifiques peuvent contrôler avec une précision extraordinaire la direction et le diamètre de l’enroulement de ces nano-structures. Cette approche permet de former des microtubes dont le diamètre est inférieur à un micromètre, une échelle parfaitement adaptée aux structures neuronales les plus fines.
Des applications thérapeutiques prometteuses
L’une des applications les plus prometteuses de cette technologie concerne le traitement de la sclérose en plaques. Dans cette maladie, la dégradation de la gaine de myéline qui entoure les axones perturbe la transmission des signaux nerveux. Les nouveaux dispositifs pourraient potentiellement restaurer cette fonction en enveloppant délicatement les axones affectés, permettant ainsi une meilleure transmission des impulsions électriques entre les neurones et vers les autres parties du corps.
Au-delà de cette application spécifique, les chercheurs envisagent d’intégrer ces dispositifs à d’autres matériaux pour créer des circuits miniatures capables de mesurer et de moduler l’activité des cellules individuelles. Cette approche pourrait révolutionner notre compréhension et notre traitement des maladies neurologiques en permettant une intervention ciblée à l’échelle cellulaire.
Une méthode non invasive et biocompatible
L’aspect particulièrement innovant de cette technologie réside dans son caractère non invasif. Les dispositifs peuvent être injectés en grand nombre et activés de manière précise grâce à la lumière, sans nécessiter d’intervention chirurgicale majeure. Les chercheurs ont réalisé de nombreuses expériences pour garantir la biocompatibilité totale de leur approche, un aspect crucial pour toute application médicale.
La polyvalence de ces dispositifs est remarquable. En les combinant avec des matériaux optoélectroniques, ils pourraient être utilisés pour stimuler directement les cellules. De plus, l’ajout de matériaux atomiquement minces sur les dispositifs ouvre de nouvelles perspectives pour l’intégration de capteurs et de circuits sophistiqués, tout en maintenant leur capacité à s’enrouler sans dommage.
Perspectives futures et développements en cours
Les chercheurs travaillent actuellement sur la fonctionnalisation des surfaces des dispositifs en y ajoutant des molécules spécifiques. Cette approche permettrait de cibler précisément certains types de cellules ou des régions subcellulaires particulières, rendant le traitement encore plus efficace et personnalisé.
Cette recherche innovante, soutenue par le Fonds national suisse de la recherche scientifique et l’initiative cérébrale des Instituts nationaux de la santé des États-Unis, représente une avancée significative dans le domaine des nanotechnologies médicales. En permettant une modulation précise de l’activité électrique des neurones avec une consommation d’énergie minimale, ces dispositifs ouvrent la voie à des traitements plus ciblés et plus efficaces des maladies cérébrales.
La miniaturisation extrême combinée à la précision du contrôle et à la biocompatibilité fait de cette technologie une innovation prometteuse dans le domaine de la médecine neurologique. À mesure que les recherches progressent, nous pourrions voir émerger de nouvelles applications thérapeutiques, transformant notre approche du traitement des maladies neurologiques et ouvrant de nouvelles perspectives pour des millions de patients à travers le monde.
En savoir plus : https://news.mit.edu/2024/wearable-devices-for-cells-1031
