Dans une conférence de 1959 à Caltech intitulée « Il y a beaucoup de place en bas », le physicien américain et futur lauréat du prix Nobel Richard Feynman a discuté de l'idée de manipuler les structures au niveau atomique. Bien que les applications dont il discutait étaient théoriques à l’époque, ses idées prédisaient la découverte de nombreuses nouvelles propriétés à l’échelle nanométrique qui ne sont pas observées dans les matériaux à plus grande échelle, ouvrant ainsi la voie au domaine en constante expansion de la nanomédecine. De nos jours, l’utilisation de matériaux nanométriques, comparables en dimension à certaines protéines, ADN, ARN et oligosaccharides, fait des vagues dans divers domaines biomédicaux, notamment la biodétection, l’imagerie, l’administration de médicaments et même la chirurgie.
Les nanomatériaux ont généralement des rapports surface/volume élevés, générant un substrat relativement grand pour la fixation chimique. Les scientifiques ont réussi à créer de nouvelles caractéristiques de surface pour les nanomatériaux et ont manipulé des molécules de revêtement pour affiner le comportement des particules. La plupart des nanomatériaux peuvent également pénétrer dans les cellules vivantes, constituant ainsi la base de l'administration par nanotransporteurs de biocapteurs ou de produits thérapeutiques. Lorsqu'ils sont administrés par voie systémique, les nanomatériaux sont suffisamment petits pour ne pas obstruer les vaisseaux sanguins, mais sont plus gros que de nombreux médicaments à petites molécules, facilitant ainsi un temps de rétention prolongé dans le système circulatoire. Grâce à la capacité de concevoir de l'ADN synthétique, les scientifiques peuvent désormais concevoir et assembler des nanostructures qui tirent parti de l'appariement de bases Watson-Crick pour améliorer la détection des cibles et l'administration de médicaments.
La communauté universitaire et l’industrie pharmaceutique investissent de plus en plus de temps et d’argent dans les nanothérapeutiques. Près de 50 produits biomédicaux incorporant des nanoparticules sont déjà sur le marché, et de nombreux autres sont en cours de développement, avec des dizaines d'essais cliniques de phase 2 ou de phase 3. Les fabricants de médicaments sont en passe de réaliser la prédiction de Christopher Guiffre, directeur commercial de la société de nanothérapeutiques Cerulean Pharma, basée à Cambridge, dans le Massachusetts, qui prévoyait en novembre dernier : « Dans cinq ans, chaque société pharmaceutique aura un programme nano ».