Des nanocages sur mesure pour la biomédecine
Les structures organométalliques (MOF, pour metal–organic frameworks) sont constituées d'atomes métalliques associés par des molécules organiques et ressemblent à des structures matricielles. L'énorme surface et les espaces internes vides de ces matrices poreuses les rendent très intéressantes pour la séparation chimique, la détection et l'administration médicamenteuse. L'un des objectifs était le stockage de l'hydrogène ou du dioxyde de carbone, dans le but de repousser les frontières de l'énergie propre. Les possibilités de fonctionnalisation sont pratiquement illimitées en raison des propriétés hôte-invité adaptables et la modification post-traitement des surfaces internes. Avec le soutien de l'UE, un groupe de chercheurs a développé des MOF nanométriques innovants pour l'administration médicamenteuse et plus dans le cadre de NANOBIOMOFS («Nanoscale metal–organic frameworks for biomedical applications»). Les matériaux sont basés sur des ligands organiques biologiquement pertinents. Un groupe a exploité l'adénine, une nucléobase. L'adénine et ses cinq atomes donneurs d'azote ont démontré une versatilité impressionnante avec une coordination différente au niveau du groupe métallique dans chaque MOF. Certaines fonctions de ces MOF ressemblaient à des capteurs d'hydratation (passant du rose au mauve) et à un vecteur d'administration médicamenteuse (par la liaison d'hydrogène d'un médicament anticancéreux). Une autre famille de MOF a utilisé des ligands peptidiques. Ils ont été utilisés avec succès pour séparer les mélanges de deux différents énantiomères, des molécules aux formules chimiques identiques mais dont les structures sont des images miroirs l'une de l'autre mais non superposables (les molécules chirales). La séparation d'énantiomères est essentielle au développement médicamenteux car l'un des deux a une activité élevée et l'autre non. Les molécules chirales sont en général optiquement actives. Le troisième et dernier groupe de MOF se concentrait sur les énantiomères d'acides aminés. Les scientifiques les ont employés selon différents taux pour produire deux MOF isostructurels (ou structures cristallines similaires) et homochiraux (une chiralité identique) avec une différente activité optique. Ces résultats révolutionnaires ont été soumis en vue de publication. Les conclusions de NANOBIOMOFS ont entraîné la publication dans plusieurs revues scientifiques estimées, un chapitre d'un ouvrage et une mini-révision. La recherche sur les MOF progresse à la vitesse de la lumière dans le monde entier et la première commercialisation pourrait être effectuée très prochainement. L'UE et sa communauté scientifique devraient jouer un rôle dans une nouvelle ère de matériaux pour la biomédecine, l'énergie, l'environnement et plus encore.
Mots‑clés
Capteurs, structures organométalliques, matrices poreuses, administration médicamenteuse, échelle nanométrique, applications biomédicales, adénine
