Illustration du procédé de sonoporation

Les faits et le projet

Comment s’assurer qu’une molécule thérapeutique parviendra sans encombres jusqu’à sa cible ? Le sujet est d’importance pour l’industrie pharmaceutique car il arrive que des molécules testées avec succès in-vitro échouent in-vivo à franchir la barrière que constitue la membrane de leur cellule cible.

Pour faciliter ce passage, différents procédés existent, comme l’encapsulation de l’agent thérapeutique dans une "navette moléculaire" capable de traverser la membrane puis de le relâcher dans la cellule. La simulation numérique permet d’explorer au niveau atomique les phénomènes physiques mis en jeu pour améliorer les procédés existants ou en tester de nouveaux comme l’utilisation d’ultra-sons appliquée au transport membranaire.

C’est le travail original réalisé par Christophe Chipot, chercheur à l’Université de Lorraine et actuellement en poste aux États-Unis : ouvrir un passage dans la membrane à l’aide de nano-bulles générées par des ultra-sons. Ces bulles, dites de cavitation, se forment à la surface de la membrane : instables, elles finissent par imploser en libérant de très grandes énergies, provoquant la déformation de la membrane et l’ouverture temporaire d’un "canal" laissant passer le médicament.

Les résultats

Tout l’enjeu de ce procédé, dit de sonoporation, réside dans la maîtrise des bulles. Les simulations réalisées avec 280 000 heures sur le calculateur Jade de GENCI au Cines ont permis de "suivre" l’implosion d’une bulle et d’en mesurer l’impact en fonction de sa taille, elle-même déterminée par la fréquence des ultra-sons utilisés. Un nouveau pas vers des thérapies plus efficaces.