Un métal de l'ère spatiale qui faisait partie de l'astéroïde qui a détruit les dinosaures pourrait fournir une nouvelle méthode de traitement sélectif des tumeurs cancéreuses à l'aide de la lumière.

Des scientifiques de l'Université de Warwick en collaboration avec des collègues chinois, La France, La Suisse et l'Université Heriot-Watt ont développé une technique qui utilise la lumière pour activer un composé anticancéreux de l'iridium qui attaque, pour la première fois, une source d'énergie vitale dans les cellules cancéreuses même en cas d'hypoxie, ouvrant considérablement l'éventail des cancers pouvant être traités par cette technique.

La technique est détaillée dans un article publié aujourd'hui (23 septembre 2019) dans Chimie de la nature et pourrait conduire à un autre outil pour les cliniciens à utiliser dans la lutte contre le cancer, et potentiellement même vacciner les patients contre de futurs cancers.

La thérapie photodynamique (PDT) utilise la lumière pour tuer les tumeurs cancéreuses dans le corps en activant un composé chimique appelé photosensibilisateur, qui crée des espèces qui peuvent attaquer les cellules cancéreuses en présence de lumière. En utilisant cette méthode, les cliniciens peuvent diriger la lumière vers des régions spécifiques de la tumeur cancéreuse et épargner aux tissus normaux des dommages.

Les méthodes actuelles reposent principalement sur la présence d'oxygène et de nombreuses tumeurs sont « hypoxiques, ", ce qui signifie qu'ils manquent d'oxygène normal, souvent en raison d'un mauvais approvisionnement en sang. L'équipe internationale de scientifiques a maintenant développé un composé du métal Iridium qui tuera les cellules cancéreuses en culture même lorsque la concentration en oxygène est faible.

La technique peut traiter toutes les tumeurs où la lumière peut être administrée, et serait particulièrement adapté pour traiter la vessie, poumon, oesophagien, cancers du cerveau et de la peau. Il y en a une dizaine, 000 cas de cancer de la vessie au Royaume-Uni par an, dont environ 5, 000 pourraient potentiellement bénéficier de ce type de traitement.

Le professeur Peter Sadler du département de chimie de l'Université de Warwick a déclaré :« Tout le temps dans le traitement du cancer, les cliniciens tentent de lutter contre la résistance. Les médicaments peuvent tuer les cellules cancéreuses au départ, mais avec des traitements répétés, les cellules deviennent résistantes, ils apprennent à modifier chimiquement le médicament ou à contrecarrer son mécanisme d'action. Les chercheurs recherchent de nouvelles façons dont la cellule cancéreuse mourra. S'ils sont devenus résistants à d'autres médicaments anticancéreux, ils peuvent ne pas être résistants à ce traitement parce que la façon dont il tue les cellules cancéreuses est différente.

"Il y a un intérêt croissant pour la réduction autant que possible des effets secondaires du traitement du cancer et tout ce qui peut être sélectif dans ce qu'il cible aidera à cela. Le composé que nous avons développé ne serait pas du tout très toxique, nous le donnerions aux cellules cancéreuses, laissez un peu de temps pour qu'il soit pris, alors nous l'irradierions avec de la lumière et l'activerions dans ces cellules. Nous nous attendrions à ce que la destruction de ces cellules cancéreuses se produise très rapidement par rapport aux méthodes actuelles. »

Une fois activé par la lumière, le composé Iridium attaque la machinerie productrice d'énergie dans les cellules cancéreuses - une co-enzyme vitale appelée nicotinamide adénine dinucléotide (NADH) - et détruit catalytiquement cette co-enzyme ou la transforme en sa forme oxydée. Cela perturbe la machinerie productrice d'énergie dans une cellule cancéreuse et coupe efficacement la source d'alimentation de la tumeur.

Notre corps a besoin de coenzyme nicotinamide adénine dinucléotide (NADH) pour générer de l'énergie. Les cellules cancéreuses ont un besoin très élevé en NADH, car ils ont besoin de beaucoup d'énergie pour se diviser et se multiplier rapidement.

Les chercheurs ont même découvert que le composé fonctionne toujours en présence d'oxygène, en le convertissant en un type d'oxygène « toxique » qui tuera les cellules cancéreuses.

L'équipe de scientifiques a également noté qu'à mesure que les cellules cancéreuses meurent, ils modifient leur chimie de manière à générer une réaction immunitaire dans le corps, ce qu'on appelle une réponse immunothérapeutique. Cela suggère que les personnes traitées par cette technique pourraient être immunisées contre l'attaque de ce cancer, et seront approfondis dans des recherches futures.

Le professeur Vas Stavros (Université de Warwick) a commenté :« Le pouvoir de la lumière de modifier considérablement la réactivité des molécules chimiques en un millième de millionième de seconde peut désormais être exploité pour traiter les cancers résistants.

Le professeur Martin Paterson (Heriot-Watt University) a commenté :« Cette percée illustre la puissance du calcul moderne pour comprendre les effets de la lumière sur les molécules chimiques afin de fournir aux médicaments du futur des mécanismes d'action vraiment uniques.

Le professeur Hui Chao (Université Sun Yat-Sen) a déclaré :« Nous avons maintenant un nouveau médicament potentiel qui peut non seulement tuer sélectivement les cellules cancéreuses avec un apport normal en oxygène, mais aussi des cellules cancéreuses hypoxiques qui résistent souvent au traitement par thérapie photodynamique."

Le professeur Peter Sadler a ajouté :« La capacité des composés métalliques à induire une réponse immunogène dans le corps qui peut vacciner efficacement une personne contre une future attaque de cancer est un développement passionnant. C'est très spéculatif, mais nous cherchons plus loin dans les caractéristiques de cela.

« Il est important de noter que nous avons eu la chance d'avoir 3 jeunes membres hautement talentueux de la Royal Society Newton International Fellows dans notre équipe travaillant sur ce projet interdisciplinaire stimulant, qui contribuera indéniablement à l'avenir de cette recherche d'une importance cruciale."

L'iridium a été découvert pour la première fois en 1803, et son nom vient du latin pour "arc-en-ciel". De la même famille que le platine, c'est difficile, fragile, et est le métal le plus résistant à la corrosion au monde. De couleur jaune, son point de fusion est supérieur à 2400° Celsius. Il est utilisé dans les satellites et les engins spatiaux en raison de sa résistance aux environnements extrêmes, et on pense généralement qu'il a été enrichi dans la croûte terrestre par une météorite qui a anéanti les dinosaures il y a 66 millions d'années.