Des chercheurs de l’Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont développé une main nanorobotique fabriquée à partir d'ADN, qui s’empare des virus non seulement pour les diagnostiquer mais aussi pour les empêcher d’entrer dans les cellules. En pratique, cette minuscule main à 4 doigts basée sur un pliage d'un seul morceau d'ADN peut saisir le virus responsable du COVID-19, le SARS-CoV-2, le reconnaître et empêcher ses particules virales de pénétrer dans les cellules hôtes. Ce développement, présenté dans la revue Science Robotics, pourrait trouver de nombreuses applications, dont dans le traitement du cancer.
Cette main nanorobotique, baptisée NanoGripper, pourra en effet être programmée pour interagir avec d'autres virus ou pour reconnaître des marqueurs de surface cellulaire et permettre l'administration ciblée de médicaments, comme dans le traitement du cancer. L’auteur principal, le Docteur Xing Wang, professeur de bio-ingénierie et de chimie à l'Université de l'Illinois et son équipe, s’inspirent ici de la force de préhension de la main humaine et des griffes des oiseaux, pour concevoir ce NanoGripper doté d’une paume et de 4 doigts pliables, le tout sous forme d’une nanostructure unique pliée à partir d'un seul morceau d'ADN. Chaque doigt a 3 articulations, comme un doigt humain, et l'angle et le degré de flexion sont déterminés par la conception de l'échafaudage d'ADN. L'idée est de créer un robot nanométrique en matériau souple avec des fonctions de préhension inédites, pour interagir avec les cellules, les virus et d'autres molécules pour des applications biomédicales.
C’est un origami d’ADN, un long brin d'ADN avec des aptamères d’ADN qui forment les doigts, spécialement programmés pour se lier à des cibles moléculaires, comme la protéine de pointe du virus responsable de la COVID-19, par exemple. Ce brin d’ADN peut aussi se fixer à une surface ou à un autre complexe plus grand pour des applications biomédicales telles que la détection ou l’administration de médicaments. Des tests in vitro montrent que lorsque le NanoGripper s’empare du virus cible, une molécule fluorescente est déclenchée pour libérer de la lumière lorsqu’elle est éclairée par une LED ou un laser. Lorsque des NanoGrippers sont ajoutés à des cultures cellulaires exposées au COVID-19, plusieurs pinces s’enroulent autour des virus, ce qui empêche leurs protéines de pointe virales d’interagir avec les récepteurs de surface des cellules, empêchant ainsi l’infection.
Le NanoGripper pourrait être utilisé comme outil diagnostique pour détecter et identifier des virus ou des cellules spécifiques, en prévention, pour empêcher l’infection, et sous forme d’un composé antiviral en spray nasal. Le nez étant le point d’entrée des virus respiratoires, comme le COVID ou la grippe. Le NanoGripper pourrait facilement être adapté pour cibler d’autres virus, tels que la grippe, le VIH ou l’hépatite B. Enfin, le NanoGripper pourrait être utilisé pour l’administration ciblée de médicaments : ses doigts pourraient être programmés pour identifier des marqueurs cancéreux spécifiques, et les pinces pourraient transporter des traitements anticancéreux directement vers les cellules tumorales cibles.
Science Robotics : https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adi2084
