Dans le but de minimiser les effets secondaires de la chimiothérapie sur les tissus sains, une équipe de chercheurs du Centre d'auto-assemblage et de complexité, au sein de l'Institute for Basic Science (IBS) ont développé de nouveaux nanoconteneurs capables de délivrer des médicaments anticancéreux à un moment et à un endroit précis. Publié dans Angewandte Chemie Édition Internationale , l'étude combine des molécules de conception unique et une libération de médicament dépendante de la lumière, qui peut fournir une nouvelle plate-forme pour améliorer l'effet des thérapies anticancéreuses.

Grâce à une observation fortuite, Les chercheurs d'IBS à POSTECH ont découvert que les molécules en forme de citrouille à queue, cucurbitacée mono-allyloxylée[7]urile (AO1CB[7]), agir comme tensioactif dans l'eau. La plupart des tensioactifs, comme les molécules de savon dans les bulles et les phospholipides dans les membranes cellulaires, ont de petites têtes qui aiment l'eau (hydrophiles) et de longues queues qui aiment les graisses (hydrophobes) qui déterminent leur disposition dans l'espace. En revanche, AO1CB[7] est plutôt non conventionnel car il forme des vésicules dans l'eau malgré sa courte queue allyloxy hydrophobe. Une analyse détaillée a montré que les queues unissent les molécules AO1CB[7] en particules colloïdales.

"Voir AO1CB[7] former une solution trouble lorsqu'il est secoué dans l'eau a été une surprise inattendue pour l'équipe, " explique PARK Kyeng Min, le premier et correspondant auteur de l'étude. "Nous avons pensé profiter de cette propriété nouvellement découverte et utiliser ces vésicules comme véhicules pour transporter des médicaments anticancéreux. Ensuite, en contrôlant quand et où les vésicules sont brisées, les drogues pourraient être libérées sur demande."

Au-delà d'aider AO1CB[7] à s'auto-assembler, la queue allyloxy est également sensible à la lumière :elle peut réagir avec des molécules telles que le glutathion normalement présentes dans les cellules lorsqu'elles sont irradiées par la lumière UV (longueur d'onde de 365 nanomètres). De la même manière qu'une bulle de savon éclate, la réaction entre les queues et les molécules de glutathion sépare les vésicules AO1CB[7].

Plutôt que d'utiliser un laser UV à photon unique pour favoriser la réaction de la queue glutathion-allyloxy, Les chercheurs de l'IBS ont utilisé un laser à deux photons proche infrarouge, qui a la capacité de pénétrer plus profondément dans les tissus avec une précision accrue. En termes simples, le laser à deux photons (longueur d'onde 720 nanomètres) est un meilleur outil à utiliser qu'un laser à photon unique (365 nanomètres) car il peut atteindre plus profondément à l'intérieur de la chair avec moins de diffusion. Comme la zone irradiée est plus petite, l'administration du médicament est limitée à la zone ciblée, entraînant moins de dommages aux tissus sains entourant la tumeur.

L'équipe de recherche a appliqué cette technologie pour administrer le médicament chimiothérapeutique doxorubicine aux cellules cancéreuses du col de l'utérus (cellules HeLa) en laboratoire. Ils ont observé que le médicament était capable de sortir des vésicules, atteindre le noyau des cellules cancéreuses, et finalement les tuer.

"Ces études au niveau cellulaire représentent une démonstration de preuve de concept. Nous voulons maintenant étendre cette technologie à des modèles animaux, comme les souris porteuses de cancer, de vérifier son utilisation pratique dans différents types de tumeurs, " explique Parc.