(PhysOrg.com) -- Des nanoparticules recouvertes de mélanine, un pigment naturel, peuvent protéger la moelle osseuse des effets nocifs de la radiothérapie anticancéreuse, selon des scientifiques du Collège de médecine Albert Einstein de l'Université Yeshiva qui ont testé avec succès la stratégie sur des modèles murins. Les résultats de cette recherche, qui a été réalisé par Ekaterina Dadachova, ont été publiés dans le Journal international de radio-oncologie, Biologie et Physique .
La radiothérapie est utilisée pour tuer les cellules cancéreuses et réduire les tumeurs. Mais parce que le rayonnement endommage également les cellules normales, les médecins doivent limiter la dose. Mélanine, le pigment naturel qui donne sa couleur à la peau et aux cheveux, aide à protéger la peau des effets néfastes de la lumière du soleil et il a été démontré qu'elle protège contre les radiations. En réalité, des recherches antérieures du Dr Dadachova et de ses collègues ont montré que la mélanine protège contre les radiations en aidant à prévenir la formation de radicaux libres, qui causent des dommages à l'ADN, et en piégeant les radicaux libres qui se forment.
Pour livrer la mélanine à la moelle osseuse, les chercheurs ont décidé d'utiliser des nanoparticules. « Nous voulions trouver un moyen de fournir de la mélanine protectrice à la moelle osseuse, », a déclaré le Dr Dadachova. "C'est là que le sang se forme, et les cellules souches de la moelle osseuse qui produisent les cellules sanguines sont extrêmement sensibles aux effets néfastes des radiations. » Elle et ses collègues ont créé des nanoparticules de mélanine en enrobant des particules de silice de 20 nanomètres avec plusieurs couches de pigment mélanique qu'ils ont synthétisé dans leur laboratoire.
Les chercheurs ont découvert que ces particules se logeaient avec succès dans la moelle osseuse après avoir été injectées à des souris. Puis, dans une série d'expériences, ils ont cherché à savoir si leurs nanoparticules protégeraient la moelle osseuse de souris traitées avec deux types de rayonnement.
Dans la première expérience, un groupe de souris a reçu une injection de nanoparticules et un deuxième groupe ne l'a pas été. Trois heures plus tard, les deux groupes ont été exposés à des radiations du corps entier. Pour les 30 prochains jours, les chercheurs ont surveillé le sang des souris, rechercher des signes de dommages à la moelle osseuse tels qu'une diminution du nombre de globules blancs et de plaquettes. Par rapport au groupe témoin, ceux qui recevaient des nanoparticules de mélanine avant l'exposition aux rayonnements s'en sortaient beaucoup mieux; leurs niveaux de globules blancs et de plaquettes ont chuté beaucoup moins rapidement. Dix jours après l'irradiation, par exemple, les niveaux de plaquettes n'avaient baissé que de 10 % chez les souris ayant reçu des nanoparticules, contre une baisse de 60 % chez les souris non traitées. Par ailleurs, les taux de globules blancs et de plaquettes sont revenus à la normale beaucoup plus rapidement que chez les souris témoins.
Une deuxième expérience a évalué non seulement la protection de la moelle osseuse, mais aussi si les nanoparticules pourraient avoir l'effet indésirable d'infiltrer et de protéger les tumeurs ciblées par les radiations. Deux groupes de souris ont reçu une injection de cellules de mélanome qui ont formé des tumeurs de mélanome. Après qu'un groupe de souris a été injecté avec des nanoparticules de mélanine, les deux groupes ont reçu une radiothérapie expérimentale conçue par le Dr Dadachova et ses collègues spécifiquement pour le traitement du mélanome.
Ce traitement utilise un isotope émetteur de rayonnement « appliqué » sur un anticorps qui se lie à la mélanine. Lorsqu'il est injecté dans la circulation sanguine, les anticorps se fixent sur les particules de mélanine libres libérées par les cellules au sein des tumeurs mélaniques. Leurs isotopes émettent alors un rayonnement qui tue les cellules tumorales du mélanome à proximité.
Suite à la deuxième expérience, les tumeurs du mélanome ont diminué de manière significative et dans la même mesure dans les deux groupes de souris - indiquant que les nanoparticules mélanisées n'ont pas interféré avec l'efficacité de la radiothérapie. Et encore une fois, les nanoparticules mélanisées ont empêché les lésions médullaires radio-induites :entre le troisième et le septième jour après l'administration de la radiothérapie anticorps-isotope, les souris injectées avec des nanoparticules ont connu une baisse des globules blancs qui était significativement inférieure à celle observée chez les souris non prétraitées avec des nanoparticules.
Ce travail est détaillé dans un article intitulé, "Nanoparticules recouvertes de mélanine pour la protection de la moelle osseuse pendant la radiothérapie du cancer." Un résumé de cet article est disponible sur le site Web de la revue.
