Une avancée vers des capsules intelligentes

Inspirées du dieu romain du même nom et qui a deux visages, les vésicules Janus sont des petites capsules dont les deux hémisphères présentent des propriétés distinctes. Elles sont particulièrement prometteuses pour la délivrance ciblée de médicaments, la fabrication de cellules synthétiques ou encore la création de nanosystèmes auto-propulsés. Cependant, leur production restait jusqu’ici largement empirique, rendant leur conception peu efficace et reproductible et leur exploitation difficile.

Des chercheurs bordelais ont résolu ce problème en développant une méthode prédictive très simple basée sur la théorie de miscibilité des polymères, la théorie de Flory-Huggins. L’idée est simple : les vésicules étudiées sont formées par l’auto-assemblages de copolymères amphiphiles qui comprennent, comme la double membrane lipidique, une partie hydrophile et une partie hydrophobe. En milieu aqueux, ces copolymères s’auto-assemblent spontanément en diverses objets, sphériques ou autres en fonction de la taille respective des parties hydrophiles et hydrophobes.

Mais que se passe-t-il lorsqu’on mélange dans le milieu deux polymères amphiphiles distincts, de même partie hydrophile, mais de parties hydrophobes incompatibles ? La méthode mise au point par les scientifiques leur a permis de trouver les meilleurs candidats pour que ces deux polymères, au lieu de se séparer en des vésicules indépendantes, forment des vésicules communes, mais « compartimentées », avec une région où se rassemblent les blocs amphiphiles d’une sorte, et les autres dans la partie voisine : des vésicules Janus ! En appliquant cette approche, ils ont pu anticiper la formation d’objets asymétriques et ainsi obtenir des vésicules Janus avec un rendement impressionnant de plus de 90 %. Ils sont même parvenus à établir un diagramme de phase prédictif qui permet de contrôler la morphologie des vésicules en fonction de la composition chimique, la taille des blocs hydrophobes et la température.

Les expériences ont confirmé la validité de cette méthode, offrant des capsules hautement stables et potentiellement adaptables à des applications variées, de la nanomédecine à la conception de matériaux intelligents. Mieux encore, ces vésicules peuvent être extrudées pour obtenir des tailles homogènes, facilitant leur intégration dans des dispositifs technologiques. Ces résultats, publiés dans JACS, ouvrent de nouvelles perspectives pour l'utilisation des vésicules Janus, notamment pour concevoir des vecteurs de médicaments auto-propulsés capables de libérer différentes substances de manière contrôlée. Ils pourraient aussi servir à développer des micro-robots actifs ou à mieux comprendre certains mécanismes biologiques. Une avancée de taille dans le monde des nanotechnologies !

Rédacteur : AVR