HORIZONS STIM : Une étudiante de Concordia explore la photoactivation en nanomédecine

Depuis le début des années 2000, les avancées dans le domaine des nanotechnologies et de la nanomédecine ont mené à la création de nombreux systèmes d’administration « ciblée » de médicaments.

Dans l’approche classique, le médicament est absorbé à travers une membrane biologique – soit par voie orale ou intravasculaire. Cette méthode a une incidence considérable sur la quantité réelle du médicament qui atteint la zone ciblée dans l’organisme.

Par comparaison, l’administration de médicaments au moyen de procédés de nanomédecine est strictement dirigée vers la zone du corps que l’on souhaite traiter. Par conséquent, ce type de système ciblé peut contribuer à réduire la fréquence des doses nécessaires et, du coup, à diminuer l’étendue des effets indésirables.

Étudiante à la maîtrise au Département de chimie et de biochimie, Gabi Mandl travaille sous la direction de John Capobianco. En tant que membre du Groupe de recherche sur les lanthanides de l’Université Concordia, elle s’intéresse à la synthèse, à la caractérisation et aux propriétés spectroscopiques de nanoparticules à conversion ascendante, dopées aux lanthanides.

« Je mets au point un système d’administration médicamenteuse peu invasif. » 

En quoi cet outil en particulier a-t-il rapport avec vos travaux à Concordia?

Gabi Mandl : Le laser qui apparaît sur la photo constitue l’une des pièces d’équipement les plus importantes dans notre laboratoire. Il émet un faisceau lumineux de 980 nanomètres de longueur d’onde, ce qui correspond à la région proche de l’infrarouge du spectre électromagnétique.

Quand nous illuminons nos échantillons de nanoparticules à l’aide de ce laser, ils absorbent la lumière puis, par un processus appelé « conversion ascendante », émettent une lumière d’une énergie photonique plus élevée que celle du laser qui les excite.

Ce qu’il est important de souligner à mon avis, c’est le rayonnement ultraviolet émis par les nanoparticules.

Quels résultats attendez-vous de vos travaux, et quels pourraient en être les effets concrets dans la vie des gens?

GM : Le but de ma recherche consiste à concevoir un hydrogel photosensible au rayonnement proche infrarouge au moyen des nanoparticules que je synthétise. J’espère ainsi pouvoir incorporer un médicament dans la matrice de gel, puis activer sa libération par rayonnement proche infrarouge.

La matrice de gel pourrait être appliquée au moment de l’intervention chirurgicale, directement au site de la tumeur après sa résection ou encore, par insertion du gel à travers une petite incision tout près de la tumeur, sous la peau.

Ce type de système d’administration médicamenteuse est particulièrement avantageux du fait qu’il peut servir dans le cadre de traitements ciblés minimalement invasifs, et qu’il utilise la lumière, ce qui permet d’activer un mécanisme de libération hautement spécifique et localisé. Cette approche pourrait éventuellement contribuer à réduire les effets indésirables associés à certains médicaments.

Quels sont les principaux obstacles auxquels vous vous êtes heurtée dans vos travaux?

GM : Une des principales difficultés avec lesquelles je dois composer dans le cadre de mes travaux est le nouveau matériau que je m’applique à mettre au point. Comme j’évolue dans un nouveau domaine que nous tentons de développer dans notre labo, lorsque je rencontre un obstacle sur ma route, ça me prend un petit peu plus de temps à résoudre le problème.

Quelle personne, quelle expérience ou quel événement vous a donné l’idée de votre sujet de recherche et incité à vous intéresser à ce domaine?

GM : Au secondaire, j’ai eu la chance d’avoir un professeur de sciences extraordinaire. À l’époque, j’étais vraiment nulle en chimie, et il faisait toujours de son mieux pour m’aider à comprendre. Son amour de la discipline s’est révélé contagieux. Au bout du compte, j’ai fini par être la seule de ma classe à poursuivre des études en chimie.

Quant à mon travail au laboratoire du P^r Capobianco, une bonne amie à moi faisait son projet d’études de premier cycle au même endroit. Après avoir entendu parler de ses recherches, cela a piqué mon intérêt. J’ai commencé à travailler au laboratoire au cours de ma troisième année d’études, au premier cycle, d’abord comme adjointe de recherche, puis dans le cadre de mon projet de Honours.

J’ai tant aimé faire de la recherche que j’ai voulu entreprendre un programme d’études supérieures!

Comment les étudiants en STIM que cela intéresse peuvent-ils se lancer dans ce type de recherche?

GM : Je leur recommande de suivre le cours de nanochimie (CHEM 451). Le P^r Capobianco donne une partie du cours, et il y a un projet de groupe au programme. Ils auraient ainsi la possibilité de venir travailler dans notre laboratoire pour un trimestre! C’est une excellente façon pour eux de découvrir le travail que nous faisons en nanochimie et de se familiariser avec le domaine.

S’ils ne sont pas en mesure de suivre ce cours, alors je leur recommande fortement de parler à leurs assistants d’enseignement et de consulter les profils d’étudiants de Concordia sur le site Web de l’Université. Je leur suggère de repérer certains sujets de recherche qui les intéressent, puis de parler à leur professeur afin de voir comment ils peuvent s’impliquer.

Qu’est-ce qui vous plaît le plus à Concordia?

GM : Ce que j’aime le plus à Concordia, c’est qu’il n’y aucune atmosphère de compétition entre étudiants. Je suis originaire des États-Unis. J’ai trouvé difficile de venir m’installer dans une nouvelle ville où je ne connaissais personne.

Fort heureusement pour moi, Concordia est plus qu’une simple université. Ici, c’est comme une famille, et il est super facile de se faire des amis. Tout le monde est gentil et veut t’aider à réussir; c’est ce qui m’a convaincue d’y rester pour y faire des études supérieures.

Vos recherches bénéficient-elles du financement ou du soutien de partenaires ou d’organismes?

GM : Les organismes qui participent au financement de mes travaux de recherche sont le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, le Centre québécois sur les matériaux fonctionnels, le Fonds québécois de la recherche sur la nature et les technologies et l’Université Concordia.

Apprenez-en davantage sur le Groupe de recherche sur les lanthanides de l’Université Concordia.