L'emballage de médicaments anticancéreux dans des particules de silice chimiquement modifiée améliore la capacité des médicaments à lutter contre le cancer de la peau chez la souris, selon de nouvelles recherches. Résultats publiés le 3 mai dans le Journal de l'American Chemical Society montrent en ligne que les particules en nid d'abeilles peuvent aider les anticorps anticancéreux à prévenir la croissance tumorale et à prolonger la vie des souris.

"Nous sommes très excités par nos résultats préliminaires, " a déclaré le biochimiste Chenghong Lei du Pacific Northwest National Laboratory du ministère de l'Énergie, fait partie de l'équipe de scientifiques du PNNL et de l'Université de Washington. "Nous prévoyons de faire quelques autres, études plus larges avec des animaux. Nous espérons que les résultats tiendront suffisamment bien pour le mener à des essais cliniques quelque part sur la route. »

Les anticorps anticancéreux font partie des types de thérapies anticancéreuses les plus prometteurs. Les anticorps ciblent une protéine particulière sur les cellules cancéreuses et - d'une manière mal comprise - tuent les cellules. Les exemples incluent l'herceptine pour une forme de cancer du sein et le cetuximab pour le cancer du côlon.

Contrairement à la prise d'une pilule, cependant, Les traitements à base d'anticorps nécessitent que les patients se soumettent à des perfusions intraveineuses dans le bras. Ces séances coûtent du temps et de l'argent, et exposer les tissus sains à l'anticorps, provoquant des effets secondaires.

L'emballage des anticorps dans des particules les concentrerait au niveau de la tumeur et réduirait peut-être les effets secondaires. D'autres recherches ont montré que le silicium est bien toléré par les cellules, animaux et humains. Donc, en collaboration avec le groupe du biologiste des tumeurs Karl Erik Hellstrom à l'UW, les scientifiques ont exploré des particules fabriquées à partir d'un matériau appelé silice mésoporeuse contre le cancer chez la souris.

"La nature mésoporeuse de la silice fournit des structures en nid d'abeilles qui peuvent contenir de nombreuses molécules médicamenteuses individuelles, " a déclaré Jun Liu, scientifique des matériaux du PNNL. " Nous avons exploré le matériau pour nos problèmes énergétiques et environnementaux, mais cela semblait être un choix naturel pour l'administration de médicaments."

Dans des travaux antérieurs, l'équipe a créé des particules contenant des pores hexagonaux de taille nanométrique contenant des anticorps, enzymes ou d'autres protéines. En outre, orner les pores de silice avec de petits groupes chimiques aide à piéger les protéines à l'intérieur. Mais pas de façon permanente - ces protéines s'échappent lentement comme une capsule à libération prolongée.

Les chercheurs voulaient tester si les anticorps anticancéreux emballés dans de la silice mésoporeuse modifiée seraient plus efficaces contre les tumeurs que les anticorps à écoulement libre.

Faire cela, ils ont d'abord modifié chimiquement des particules de silice mésoporeuse d'environ six à 12 micromètres (environ 1/10 du diamètre d'un cheveu humain). Ces particules contenaient des pores d'environ 30 nanomètres de diamètre. Ils ont découvert que l'étendue et le choix de la modification chimique - amine, groupes acide carboxylique ou acide sulfonique - déterminé à quelle vitesse les anticorps se sont échappés, une propriété qui peut être exploitée pour affiner les particules à différents médicaments.

Des tests biochimiques supplémentaires ont montré que les anticorps libérés par les cages de silice semblaient être structurellement sains et fonctionnaient correctement.

Ils ont ensuite testé les particules dans des tumeurs de souris à l'UW, en les remplissant d'un anticorps appelé anti-CTLA4 qui combat de nombreux cancers, dont le mélanome, un cancer de la peau. L'équipe a injecté ces anticorps conditionnés dans des tumeurs de souris. L'équipe a également injecté des anticorps seuls ou des particules vides à d'autres souris atteintes de tumeurs.

Les anticorps conditionnés ont le mieux ralenti la croissance des tumeurs. Le traitement a commencé lorsque les tumeurs mesuraient environ 27 millimètres cubes. Les tumeurs non traitées ont atteint 200 millimètres cubes environ 5 jours après le traitement. Les tumeurs traitées avec des anticorps seuls ont atteint 200 millimètres cubes au jour 9, montrant que les anticorps ralentissent la croissance tumorale. Mais les tumeurs traitées avec des anticorps conditionnés n'ont pas atteint 200 millimètres cubes jusqu'au jour 30, une amélioration significative par rapport aux anticorps seuls.

L'équipe a répété l'expérience et a découvert que le traitement prolongeait également la vie des souris malades. Sur cinq souris qui avaient été traitées avec des particules seules, tous sont décédés dans les 21 jours suivant le traitement. Mais sur cinq souris traitées avec les anticorps conditionnés, trois étaient encore en vie à 21 jours, et deux à 34 jours, à la fin de l'expérience.

L'équipe a également mesuré la quantité d'anticorps restant dans les tumeurs. Deux et quatre jours après l'injection, les chercheurs ont trouvé significativement plus d'anticorps dans les tumeurs lorsque les anticorps avaient été enfermés dans les particules de silice que lorsque les anticorps avaient été injectés seuls.

L'équipe teste d'autres paires anticorps-cancer chez la souris, en particulier d'autres cancers qui forment des tumeurs solides comme le cancer du sein. Ils vont également explorer comment les anticorps délivrés de cette manière incitent le système immunitaire à mieux lutter contre le cancer.

"Nous voulons comprendre le mécanisme, car on ne sait pas grand-chose sur la façon dont les anticorps à fuite lente induisent des changements dans le système immunitaire ou dans le micro-environnement de la tumeur, " dit Hellström.