Les fullerènes constituent une classe particulière de nanostructures de carbone, caractérisées par leur structure creuse, sphérique et en forme de cage, composée exclusivement d'atomes de carbone agencés selon des motifs pentagonaux et hexagonaux. Depuis leur découverte en 1985, les fullerènes — notamment la molécule C60, largement étudiée — suscitent un vif intérêt en raison de leurs propriétés électroniques, chimiques et physiques exceptionnelles, ce qui en fait des candidats prometteurs pour de nombreuses applications biologiques et biomédicales.

Propriétés distinctes des fullerènes

• Structure en cage fermée hautement symétrique : offre stabilité et capacité d'encapsuler des atomes ou des molécules, permettant des plateformes d'administration de médicaments uniques.
• Système π-conjugué riche : offre une excellente affinité électronique et des propriétés photophysiques remarquables, permettant des applications en thérapie photodynamique et en bio-imagerie.
• Fonctionnalisation polyvalente : la modification chimique améliore la solubilité, la biocompatibilité et la spécificité de la cible.
• Puissant pouvoir antioxydant : les fullerènes et leurs dérivés peuvent piéger les espèces réactives de l’oxygène (ROS), protégeant ainsi les cellules du stress oxydatif.

Applications biomédicales

• Systèmes d'administration de médicaments et de gènes : les fullerènes fonctionnalisés permettent une encapsulation et un transport efficaces des agents thérapeutiques, améliorant ainsi l'absorption cellulaire et la libération contrôlée.
• Thérapie photodynamique et photothermique : les fullerènes génèrent des espèces réactives de l’oxygène sous l’effet de la lumière, tuant sélectivement les cellules cancéreuses ou microbiennes tout en préservant les tissus sains.
• Agents antioxydants et anti-inflammatoires : les fullérénols et les fullerènes polyhydroxylés réduisent le stress oxydatif et l’inflammation, améliorant ainsi la survie et la cicatrisation des tissus.
• Biodétection et bio-imagerie : leurs propriétés optiques et électroniques uniques facilitent la détection moléculaire sensible et l’amélioration du contraste d’imagerie.
• Théranostique tumorale : les métallofullérènes et autres dérivés jouent un double rôle dans l’imagerie et le traitement ciblé du cancer, améliorant le diagnostic et les résultats thérapeutiques.

Anticorps anti-fullerènes : des outils émergents en recherche biomédicale

• Reconnaissance spécifique : les anticorps anti-fullerène se lient sélectivement aux structures de fullerène ou aux biomolécules fonctionnalisées par le fullerène, permettant des méthodes de détection innovantes.
• Applications en diagnostic : ces anticorps facilitent les immunoessais pour surveiller la biodistribution, l'élimination et les interactions du fullerène dans les systèmes biologiques.
• Surveillance thérapeutique : les anticorps anti-fullerènes fournissent des informations sur l’immunogénicité et les profils de sécurité des traitements à base de fullerènes.