Les chimistes de RIKEN ont démontré un système de nanoclusters d'or qui contient deux composants d'un médicament dans un rapport contrôlé pour un effet maximal de destruction des cellules cancéreuses. Le médicament actif reste masqué en toute sécurité jusqu'à ce que la lumière rouge déclenche sa libération, minimisant ainsi les dommages collatéraux sur les cellules saines proches de la tumeur. L'étude est publiée dans Chemical Science .
Une manière prometteuse de traiter le cancer consiste à utiliser la lumière pour activer des médicaments anticancéreux à l'intérieur des tumeurs du corps, explique Kenji Watanabe du Centre RIKEN pour la recherche sur la dynamique des biosystèmes. Cela devrait réduire les effets secondaires indésirables puisque la lumière n'est dirigée que sur la tumeur, épargnant ainsi les cellules saines à proximité.
Watanabe et ses collègues ont développé des médicaments anticancéreux potentiels masqués par des groupes chimiques appelés indolizines. Lorsqu'elle est exposée à la lumière rouge en présence d'une deuxième molécule appelée photosensibilisant, l'indolizine se décompose pour libérer le médicament actif.
Cependant, lorsque l'équipe a testé le concept pour la première fois dans des cellules, les concentrations relativement faibles des composants indolizine et photosensibilisant dans chaque cellule ont rendu difficile le déclenchement efficace de la libération du médicament à l'aide de la lumière.
"Nous avons donc recherché un système porteur pour réunir ces deux composants", explique Watanabe. "Cela nous a amené à explorer les nanoamas d'or."
L'équipe prévoyait d'utiliser des groupes de liaison chimiques dédiés pour fixer les composants indolizine et photosensibilisants aux surfaces des nanoclusters d'or.
Ils ont cependant dû surmonter deux défis. Les méthodes de synthèse conventionnelles génèrent des nanoamas d’or avec un mélange incontrôlé des deux groupes de connexion sur leur surface, faussant le rapport des deux composants qu’ils transportent. Ils impliquent également des conditions relativement difficiles qui peuvent être préjudiciables à l'un des groupes en connexion.
L’équipe a surmonté ces deux défis en combinant les deux groupes de liaison chimiques en une seule entité chimique, puis en développant une méthode douce pour la fixer aux surfaces des nanoclusters d’or. "Cette stratégie nous a permis de réaliser une répartition uniforme des deux groupes de connexion sur la surface des particules", explique Watanabe.
Une fois le médicament anticancéreux masqué par l’indolizine et le photosensibilisateur attachés, les nanoclusters d’or résultants ont montré une toxicité négligeable pour les cellules dans l’obscurité. "Mais lors de l'irradiation avec de la lumière rouge, le nanocluster a montré une toxicité significative contre les cellules cancéreuses", explique Watanabe.
"Ce travail constitue une base prometteuse pour le développement de nouveaux traitements anticancéreux", ajoute-t-il.
L'équipe prévoit d'étendre le caractère multifonctionnel des nanoclusters d'or en ajoutant des groupes de ciblage qui se lient sélectivement aux cellules cancéreuses, augmentant ainsi l'absorption des nanoclusters dans la tumeur tout en minimisant l'absorption et les effets secondaires associés dans les cellules saines.
Plus d'informations : Kenji Watanabe et al, Petits nanoclusters d'or bisréactifs cliquables pour la préparation de nanomatériaux multifonctionnels :application à la photodécage d'une molécule anticancéreuse, Science chimique (2023). DOI :10.1039/D3SC04365G
Informations sur le journal : Science chimique
Fourni par RIKEN
