Problématique :
Comment certains types de nanotechnologies deviendront elles un traitement efficace face aux cancers ?
Professeurs encadrant : Mr Cauchy ( Physique-Chimie), Melle Delcloy ( Mathématiques ), M.Deteuf (Documentaliste)
Professeurs évaluant le dossier :
Sommaire :
I. Comment soignait-t-on le cancer avant l’arrivée des nanotechnologies ?
1) la prévention p.1
2) les techniques p.3
II. Nanotechnologies et cancer : les moyens d’aujourd’hui.
1) Quelles sont ces nanotechnologies? p.4
2) A qui profite cette avancée technologique? Et grâce a qui? p.4
III. L’avenir des nanotechnologies contre le cancer…
1) Quel avenir ? p.6
2) Y a-t-il des risques au sujet de nanotechnologies? p.7
Introduction :
A l’heure d’aujourd’hui le cancer est une maladie pour laquelle certaines cellules de corps humain se divisent d’une manière anormale, de plus elle peut être mortelle. Il y a beaucoup de types de cancers : Cancer du sein, cancer de la prostate, cancer des poumons, etc… De nos jours la guérison totale n’existe pas, c’est pour cela que les chercheurs ce penche vers la voie des nanotechnologies. Ces dernières sont montrées comme un grand espoir dans la médecine du XXI s. Les nanotechnologies sont un ensemble de techniques visant a étudier et a manipuler des objets dont la taille est de l’ordre de nanomètre.
En quoi certains types de nanotechnologies deviendront elles un traitement efficace face contre le cancer ?
Dans un premier temps nous nous pencherons sur les méthodes de lutte actuelle contre les différents cancers. Puis nous développerons les moyens possibles contre le cancer grâce aux nanotechnologies. Dernièrement, nous exposerons l’avenir de cette nouvelle ère technologique dans le domaine de la lutte contre cette maladie.
I. Comment soignait-t-on le cancer avant l’arrivée des nanotechnologies ?
1) La prévention
Les cancers peuvent être dépisté dans notre société, mais cela a un coût très important. Pour une meilleure prise en charge des malades un simple dépistage augmente les chances de guérison des patients. En effet plus le cancer est dépisté tôt meilleur seront les chances de rétablissement. Pour cela il existe deux types de prévention :
-Les préventions par suppression de la cause
.Tabac : 95% de cancers bronchiques (cancer du poumon) est du a la consommation de tabac. Mais le tabac a aussi pour conséquence une multitude de cancers comme celui de la vessie, la langue, la trachée, la vésicule biliaire,…
.Alcool : la consommation excessive d’alcool peut causer des dégât par tout ou ce liquide passe. En effet, Bouche, gorge, œsophage sont les premiers organes touchés d’un cancer dû a l’alcool
.Précocité des rapports sexuels : Depuis l’apparition de la contraception a voie orale, et la perte de la crainte de la grossesse ont engendré une précocité des premiers rapports. Cela a pour conséquence une apparition du cancer du col de l’utérus chez les femmes du a l’immaturité des muqueuses sexuelles.
.Rayonnement ultraviolet : Une trop grande exposition au soleil engendre des cancers de la peau.
.Mauvaise alimentation : Une alimentation saine et équilibré est préconisé afin de minimiser tout risques de cancer (colon, estomac).
La prévention primaire qui consiste à éliminer les causes, éliminerait plus de la moitié de cancers masculins et le cinquième des cancers féminin.
-Les préventions par élimination des facteurs héréditaires
La seconde prévention est d’examiner les types de cancers présent dans une famille et de déterminer si ces sont héréditaires ou non. Les cancers héréditaires seraient une modification du capital génétique. C’est pour cela qu’il faut faire attention à la prise de certain médicament comme la prise d’hormones pour le cancer du sein.
2) Les techniques
.La chirurgies : Elle a pour objectif de retirer la tumeur, d’évaluer sa gravité et son étendue. Les progrès ont permis une plus grande précision dans l’ablation de la tumeur.
.La chimiothérapie : Elle consiste a administrer des médicaments qui détruisent les cellules cancéreuses, elle est destinée a diminuer la réapparition de la maladie. La chimiothérapie est gérée sous forme de comprimés mais la plupart s’effectuent par voie intraveineuse.
.La radiothérapie : Elle permet de détruire les cellules cancéreuses en les irradiant grâce a des rayon X et en modifiant leurs disposition génétique, les empêchant de se développer.
.L’hormonothérapie : Elle consiste a empêcher les hormones d’influencer la croissance d’une tumeur, en évitant qu’elles agissent sur la multiplication de cellules cancéreuses (l’hormonothérapie permet de bloquer les œstrogénes dans le cas du cancer du sein.)
. L'immunothérapie : Elle stimule les défenses normales de l'organisme afin que celui-ci lutte contre la tumeur et la détruise
II. Nanotechnologies et cancer : les moyens d’aujourd’hui.
1) quelles sont ces nanotechnologies?
De nos jours, il existe contre le cancer, deux types de nanotechnologies qui sont encore a un stade expérimental:
- Les nanoparticules : les problèmes de traitements actuels contre le cancer est la dose d’agent a administrer. Ils ne ciblent pas forcement les cellules malades mais tuent aussi ceux en bonne santé. Le but des chercheurs est d’injecter aux malades des agents (agents cytotoxiques) ciblant uniquement les cellules malades. Pour cela les chercheurs ont mis au point des nanoparticules chimiquement modifiées capables d’empêcher la multiplication des cellules cancéreuses en bloquant les voies de signalisations des protéines. Prenons par exemple les nanoparticules d’or. Des scientifiques américains ont mené des expériences sur des souris. En effet on leur a injecté de cellules cancéreuses puis une solutions contenant des nanoparticules d’or, deux minutes plus tard la souris est soumis a des rayons X. les résultats ont montré que la combinaison des rayons X et des nanoparticules a permis de réduire les tailles ou d’éliminer complètement les cellules cancéreuses. Les rayons X seuls auraient simplement ralentit la croissances des cellules malades et les nanoparticules n’auraient eu aucun effet sur celles-ci.
Sur l image A, le bassin d’une souris aux rayons X. Sur l’image B une souris aux rayons X après injections de nanoparticules d’or. On peut nettement remarquer que l’or absorbe beaucoup les rayons X et donc, de ce fait les cellules cancéreuses reçoivent plus d’énergie que les cellules saines.
D’autres expériences tout aussi prometteuses comme recouvrir une nanopaticule de fumagilline, une toxine utilisée pour la chimiothérapie, ce qui a permis de transporter vers la tumeur des principes actifs de la chimiothérapie. Ou encore des nanoparticules qui facilitent la qualité des imageries médicales par résonance magnétique grâce a un ajout de composant augmentant leur visibilité de contraste.
Ces nanoparticules sont composées essentiellement de perfluorocarbone un composé qui est à la base du sang artificiel et qui est bien toléré par l’organisme.
- les nanorobots : en ce moment, des chercheurs mettent au point des nanorobots capables de se promener dans le corps humain grâce a un appareil d’imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire modifié. Cette sorte de nanotechnologie appelé nanobot serait capable de localiser les cellules cancéreuse et de leur injecter la toxine adéquat a leur destruction. Cette expérience a été réalisé et réussi par des chercheurs canadiens sur une bactérie magnétotactique a l’intérieur d’une réplique d’un vaisseau sanguin humain grâce a un appareil d’imagerie médicale par résonance magnétique nucléaire modifié.
Sur cette image faite par ordinateur on peut voir un nanobots qui a localisé une tumeur.
2) A qui profite cette avancée technologique? Et grâce a qui?
Cette avancée technologique est un grand pas dans la lutte contre le cancer. En effet aucun traitement n’est capable de combattre a 100% la maladie. Peut être que grâce aux chercheurs du monde entier (par exemple les chercheurs de l’université de Harvard dans le Massachusset) les nanotechnologies arriveraient à vaincre totalement cette maladie qui touche chaque année 466 000 de Français, et qui tue en France 148 000 personnes. Les nanotechnologies sont encore aux stades expérimentaux, les expériences sont menées sur des animaux comme les souris ou les lapins. Ils est difficile de tester l’efficacité de cette nouvelle révolution dans le monde médicale car les lois restrictivement les expériences sur l’être humain.
III. L’avenir des nanotechnologies contre le cancer…
1) Quel avenir?
Les nanotechnologies que se soit des nanoparticules ou des nanorobots ils sont tout deux en phase expérimentale. L’avenir serait déjà d’améliorer cette révolution technologique pour un jour dire que le cancer n’est plus une maladie qui cause la mort dans certain cas et qui n’est pas guérissable a 100%.
En 2015, il serait possible d’accéder à l’intérieur des cellules afin d’interagir avec elles. Plusieurs équipes de chercheurs d’Harvard et de la « California Institute of Technology « travaillent sur l’utilisation de l’ADN pour fabriquer des réservoirs de 30 nanometres de diamètre qui pourraient servir à acheminer des drogues vers des endroits précis de l’organisme. En 2020 les chercheurs pensent être capables de régénérer les organes, de nos jours les seuls moyens sont les greffes ou les prothèse. Cette régénération sera possible grâce à l’injection de cellules souches. Un chercheur prénommé Patrick Boisseau envisage la création d’échafaudages à l’échelle nanoscopiques qui serviront de structures artificielles soutenant les organes en cours de reconstitution. La réalisation de nanofibres destinées à stimuler la croissance de vaisseaux sanguins est déjà en cours de réalisations.
En 2025, les experts pensent qu’il sera possible de diagnostiquer et de soigner des maladies grâce à des nanomachines. Les patients pourront avaler des nanosystemes capables de reconnaître une tumeur, de l’analyser sur place et si nécessaire, de lui injecter une drogue avec une extrême précision mais à l’heure d’aujourd’hui ce scénario et du domaine de la sciences-fictions.
2) Y a-t-il des risques au sujet de nanotechnologies?
A l’heure d’aujourd’hui, il est impossible de diagnostiquer si oui ou non les nanotechnologies pourraient causer des risque quelconques. L'effort mené pour évaluer ces dangers est d’environ 1 % des budgets de développement a l’heure d’aujourd'hui. Il doit être poursuivi massivement pour prendre en compte les risques toxicologiques et les formes d'exposition aux nanoparticules et pour établir des normes. Citons comme exemples les nanotubes de carbone. Ils ont une structure proche de l’amiante lorsqu’ils sont en petite quantité. Inhalés ou ingérés, ils seraient en mesure de se glisser dans le cytoplasme des cellules et de se loger dans l’ADN de la cellule. Cela ferait courir de graves risques aux utilisateurs de nanotubes de carbone. Cependant, l’amiante est une structure friable, tandis qu’un bloc de nanotubes reste compact. Les risques que les nanotubes se détachent sont donc minimes.
Inhalation de différentes particules carbonées chez la souris
Cette image montre les dégâts causés par 0,5mg de particules carbonées dans la trachée d’une souris 90 jours après inhalation.
(A) Noir de carbone. Les particules sont dispersées dans les alvéoles.
(C) Nanotubes de type CarboLex. Tumeur vasculaire contenant des particules noirâtres.
(D) Nanotubes brut ( a l’état primitif). Tumeur vasculaire à petit grossissement.
(E) Nanotubes bruts. Tumeur vasculaire à fort grossissement.
(F) Nanotubes purifiés (assaini). Une grosse tumeur vasculaire dégénéré et nécrosé
Les nanotechnologies sont encore peu connues du grand public. On peut dire que nous sommes au commencement de cette nouvelle ère technologique et qua beaucoup de choses restent un mystère de nos jours.
Conclusion :
Les nanotechnologies sont encore au stade expérimental, chaque jours des chercheurs se rendent a leur travail dans l’espoir de trouver le traitement qui sera efficace a 100%. Ce ne sont pas les idées qui manque mais l’absence de possibilité technique et surtout les effets néfastes que pourraient causés ce médicament technologique. En outre seul le temps est l’élément manquant, car chaque années de nombreuses personnes succombent des suites du cancer. Les nanotechnologies d’aujourd’hui sont déjà une avancée importante pour la science et le seront encore très certainement dans de nombreuses décennies à venir.
Les nanotechnologies sont-ils spécifiques aux sciences ?
