Un nouvel agent anticancéreux développé par l'Université de Warwick a été étudié en utilisant la fluorescence à rayons X synchrotron microfocus (SXRF) à I18 à Diamond Light Source. Comme décrit dans le Journal de biochimie inorganique , les chercheurs ont constaté que le médicament pénétrait les sphéroïdes des cellules cancéreuses de l'ovaire et que la distribution du zinc et du calcium était perturbée.

Les agents de chimiothérapie à base de platine sont utilisés pour traiter de nombreux patients cancéreux, mais certains peuvent y développer une résistance. Pour résoudre ce problème, des scientifiques de l'Université de Warwick ont ​​cherché à utiliser des métaux précieux alternatifs. Ils ont développé un agent à base d'osmium, connu sous le nom de FY26, qui présente une puissance élevée contre une gamme de lignées cellulaires cancéreuses. Pour libérer le potentiel de ce nouvel agent et tester son efficacité et son innocuité dans des essais cliniques, l'équipe doit bien comprendre son mécanisme d'action.

Pour explorer le comportement de FY26 dans les tumeurs, l'équipe a cultivé des sphéroïdes du cancer de l'ovaire et utilisé SXRF à I18 pour sonder la profondeur de pénétration du médicament. Ils ont noté que FY26 pourrait entrer dans les noyaux des sphéroïdes, ce qui est critique pour son activité et très encourageant pour l'avenir du médicament. SXRF leur a également permis de sonder d'autres métaux dans les cellules, qui a montré que la distribution du zinc et du calcium était altérée, fournissant de nouvelles informations sur le mécanisme de la mort cellulaire induite par FY26.

Agent anticancéreux alternatif

Actuellement, certains des traitements anticancéreux les plus efficaces impliquent des médicaments à base de platine, qui sont utilisés chez près de la moitié de tous les patients cancéreux nécessitant une chimiothérapie. Cependant, la résistance aux composés du platine augmente, et en tant que tel, il est urgent de trouver des agents anticancéreux alternatifs.

Une équipe de scientifiques de l'Université de Warwick s'est intéressée à d'autres types de métaux précieux et a développé une série de complexes organo-osmium. L'un d'eux, appelé FY26, s'est démarqué lors des premières expériences et lors du dépistage par l'Institut Sanger contre plus de 800 lignées de cellules cancéreuses, présentait 49 fois plus de puissance que les thérapies à base de platine actuelles.

Des études in vitro menées par les scientifiques de Warwick ont ​​également démontré que FY26 avait un mécanisme d'action différent des thérapies à base de platine, mais les détails exacts de ceci étaient inconnus. L'équipe espère faire progresser le médicament dans les essais cliniques, mais il faut comprendre comment il fonctionne et comment il pénètre dans les cellules cancéreuses.

Chercheur principal et chercheur postdoctoral à l'Université de Warwick, Dr Carlos Sanchez-Cano, élaboré sur leurs objectifs :« Nous savions que le composé pénètre dans les cellules et se concentre à l'intérieur (probablement dans les mitochondries), mais l'une des choses que nous ne savions pas, c'était comment le médicament se comporterait dans une tumeur. La fluorescence aux rayons X nous a permis de démontrer que notre composé pénètre effectivement au cœur d'une tumeur."

Bonne résolution et haute sensibilité

L'équipe a transformé des cellules cancéreuses de l'ovaire en sphéroïdes (environ 600 m de diamètre), qu'ils ont utilisé comme modèles tumoraux simples pour leurs expériences. Ils ont traité les sphéroïdes avec des niveaux physiologiquement pertinents de FY26 et utilisé la fluorescence des rayons X à I18 pour cartographier avec précision l'emplacement du médicament.

"I18 est une ligne de lumière à microfocus, ainsi la taille du faisceau peut être focalisée jusqu'à 2x2 μm2, ce qui nous a permis d'examiner la tumeur en détail. Le problème que nous avons est que les concentrations du médicament sont assez faibles dans les échantillons biologiques, nous avons donc besoin d'une bonne sensibilité. I18 combine une bonne résolution avec une sensibilité élevée, qui nous permet de détecter notre médicament dans le modèle tumoral, " a expliqué le Dr Sanchez-Cano.

En outre, La fluorescence X a également permis à l'équipe de cartographier plusieurs éléments différents en même temps. Dans le même scan, ils ont obtenu des informations sur plusieurs éléments tels que le zinc et le calcium pour examiner leur distribution.

A pénétré le noyau interne

Incroyablement, l'équipe a vu que leur médicament pénétrait dans le noyau interne des sphéroïdes et que la profondeur de pénétration était liée au temps d'incubation du médicament. Ils ont également observé la perturbation d'autres métaux dans les modèles tumoraux pour obtenir des informations importantes sur le mécanisme d'action de FY26.

Chercheur principal de l'étude et professeur de chimie à l'Université de Warwick, Professeur Peter Sadler, ont décrit leurs observations :« Le calcium a été perturbé par le médicament et cela pourrait avoir des indications sur le mécanisme d'action. En fait, il existe des caractéristiques de mort cellulaire immunogène avec la libération majeure d'espèces réactives de l'oxygène et le mouvement du calcium à partir du réticulum endoplasmique. On constate également un changement dans la distribution du zinc, ce qui indique que la structure du noyau est altérée."

L'équipe étudie actuellement l'administration de ce médicament à l'aide de nanoparticules et mènera de futures études synchrotron sur ces systèmes d'administration. Ils prévoient également d'utiliser I14 pour se concentrer sur les organites afin d'observer le médicament dans les mitochondries individuelles.

L'équipe est au début d'un long voyage avec le complexe organo-osmium et prend des mesures préliminaires dans les tests précliniques, vient de terminer une étude toxicologique. Les informations précieuses recueillies par cette étude à Diamond aideront à éclairer ces futurs essais pour faire progresser ce nouvel agent anticancéreux.