Une équipe de chercheurs de deux des Centers of Cancer Nanotechnology Excellence du National Cancer Institute s'est associée pour développer un "cocktail" de différentes particules nanométriques qui travaillent de concert dans la circulation sanguine pour localiser, adhérer et tuer les tumeurs cancéreuses.
Ce travail, qui était dirigé par Michael Sailor, Doctorat., du Centre de Nanotechnologie pour le Traitement, Entente, et Monitoring of Cancer (NANO-TUMOR) à l'Université de Californie, San Diego, et Sangeeta Bhatia, MARYLAND., Doctorat., du MIT-Harvard Center of Cancer Nanotechnology Excellence.
"Cette étude représente le premier exemple des avantages de l'utilisation d'un nanosystème coopératif pour lutter contre le cancer, " a déclaré le Dr Sailor du travail qui a été publié dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .
Dans leur étude, les chercheurs ont développé un système contenant deux nanomatériaux différents qui peuvent être injectés dans la circulation sanguine. Un nanomatériau a été conçu pour trouver et adhérer aux tumeurs chez la souris, puis sensibiliser les cellules tumorales à la deuxième nanoparticule, qui tue les tumeurs. Ces scientifiques et d'autres avaient déjà conçu des dispositifs de la taille du nanomètre pour se fixer aux cellules malades ou administrer des médicaments spécifiquement aux cellules malades tout en ignorant les cellules saines, mais les fonctions de ces appareils, les chercheurs ont découvert, souvent en conflit les uns avec les autres.
"Par exemple, une nanoparticule conçue pour circuler dans le corps d'un patient cancéreux pendant une longue période est plus susceptible de rencontrer une tumeur, " a déclaré le Dr Bhatia. " Cependant, cette nanoparticule peut ne pas être capable de coller aux cellules tumorales une fois qu'elle les trouve. De même, une particule conçue pour adhérer étroitement aux tumeurs peut ne pas être capable de circuler dans le corps assez longtemps pour en rencontrer une en premier lieu."
Lorsqu'un seul médicament ne fonctionne pas chez un patient, un médecin administrera couramment un cocktail contenant plusieurs molécules médicamenteuses. Cette stratégie peut être très efficace dans le traitement du cancer, où la justification est d'attaquer la maladie sur autant de fronts que possible. Les médicaments peuvent parfois agir ensemble sur un seul aspect de la maladie, ou ils peuvent attaquer des fonctions distinctes. Dans tous les cas, les combinaisons de médicaments peuvent fournir un effet plus important que l'un ou l'autre médicament seul, et c'est le même constat que les chercheurs ont fait avec leur cocktail de nanoparticules.
Parc Ji-Ho, un étudiant diplômé du laboratoire du Dr Sailor UC San Diego, et Geoffrey von Maltzahn, un étudiant diplômé du laboratoire MIT du Dr Bhatia, a dirigé les efforts visant à développer deux nanomatériaux distincts qui fonctionneraient de concert pour surmonter cet obstacle et d'autres. La première particule est un « activateur » de nanotige d'or qui s'accumule dans les tumeurs en s'infiltrant à travers leurs vaisseaux sanguins qui fuient. Les particules d'or couvrent toute la tumeur et se comportent comme une antenne et absorbent une irradiation laser infrarouge par ailleurs bénigne, qui chauffe alors la tumeur. Les chercheurs ont découvert que lorsque la température d'une tumeur augmentait, il exprimait une protéine, connu sous le nom de p32, sur les surfaces des cellules tumorales. Les enquêteurs ont profité de cette découverte en incluant un agent de ciblage qui se lie étroitement à p32 à l'extérieur d'une seconde, nanoparticule "répondeur". Une grande partie du travail de développement de l'agent de ciblage p32 a été effectuée dans le laboratoire d'Erkki Ruoslahti, MARYLAND., Doctorat., du Burnham Institute for Medical Research de l'UC Santa Barbara et membre du centre NANO-TUMOR.
Les nanoparticules répondeuses étaient constituées de nanovers d'oxyde de fer ou de liposomes chargés de doxorubicine. Alors qu'un type de nanoparticule répondeur améliore la détection de la tumeur, Le Dr Sailor a expliqué, l'autre est conçu pour tuer la tumeur. Les nanovers d'oxyde de fer apparaissent brillamment dans une imagerie médicale par résonance magnétique, ou IRM, système. Le deuxième type est un creux, nanoparticule à base de lipides chargée avec le médicament anticancéreux doxorubicine. Avec le répondeur chargé de drogue, les scientifiques ont démontré dans leurs expériences qu'une tumeur qui se développe chez une souris peut être arrêtée puis rétrécie. "Les nanoworms seraient utiles pour aider l'équipe médicale à identifier la taille et la forme d'une tumeur chez un patient avant la chirurgie, tandis que les nanoparticules creuses pourraient être utilisées pour tuer la tumeur sans nécessiter de chirurgie, " dit le marin.
« Cette étude est importante car c'est le premier exemple d'une combinaison, nanosystème en deux parties qui peut produire une réduction soutenue du volume tumoral chez les animaux vivants, " dit le marin.
Ce travail, qui est détaillé dans un article intitulé, "Système coopératif de nanomatériaux pour sensibiliser, cible, et traiter les tumeurs, " a été soutenu par l'Alliance NCI pour la nanotechnologie dans le cancer, une initiative globale conçue pour accélérer l'application des nanotechnologies à la prévention, diagnostic, et le traitement du cancer. Un résumé de cet article est disponible sur le site Web de la revue.
