La résistance aux médicaments à la chimiothérapie contribue à l'échec du traitement dans plus de 90 % des cancers métastatiques. Surmonter cet obstacle améliorerait considérablement les taux de survie au cancer.

Doyen Ho, professeur agrégé de génie biomédical et de génie mécanique à la Northwestern University, pense qu'une minuscule particule de carbone appelée nanodiamant peut offrir une solution efficace d'administration de médicaments pour les cancers difficiles à traiter.

Dans des études de modèles de cancer du foie et du sein in vivo, Ho et une équipe pluridisciplinaire de scientifiques, les ingénieurs et les cliniciens ont découvert qu'une quantité normalement mortelle d'un médicament de chimiothérapie lorsqu'elle était liée à des nanodiamants réduisait considérablement la taille des tumeurs chez la souris. Les taux de survie ont également augmenté et aucun effet toxique sur les tissus et les organes n'a été observé.

Il s'agit du premier travail à démontrer l'importance et le potentiel translationnel des nanodiamants dans le traitement des cancers résistants à la chimiothérapie. Les résultats seront publiés le 9 mars dans la revue Médecine translationnelle scientifique.

"Nos résultats montrent l'énorme potentiel de translation du nanodiamant pour améliorer considérablement l'efficacité du traitement du cancer résistant aux médicaments et améliorer simultanément la sécurité, " dit Ho, qui a dirigé la recherche et est l'auteur correspondant de l'article. "Ce sont des avantages essentiels. Nous avons choisi d'étudier ces cancers chimio-résistants car ils restent l'un des plus grands obstacles au traitement du cancer et à l'amélioration de la survie des patients."

Ho fait partie de la McCormick School of Engineering and Applied Science de Northwestern et est membre du Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center de la Northwestern University.

Les nanodiamants sont des matériaux à base de carbone d'environ 2 à 8 nanomètres de diamètre. La surface de chaque nanodiamant possède des groupes fonctionnels qui permettent d'y attacher un large spectre de composés, y compris les agents chimiothérapeutiques.

Les chercheurs ont pris ces nanodiamants et leur ont lié de manière réversible la doxorubicine, un médicament chimiothérapeutique courant, à l'aide d'un processus de synthèse évolutif, qui améliore la libération prolongée du médicament.

Ho et ses collègues ont étudié des modèles murins atteints de cancers du foie et du sein. Dans ces cancers résistants, les médicaments peuvent pénétrer à l'intérieur des tumeurs, mais sont expulsés immédiatement en raison d'une réponse innée du foie et du sein pour expulser ces médicaments.

Ils ont traité un groupe d'animaux avec les complexes doxorubicine-nanodiamant et un autre groupe avec le médicament seul. Dans ceux traités avec les complexes de nanodiamants, le produit chimiothérapeutique est resté en circulation plus longtemps - jusqu'à 10 fois plus longtemps - que ceux traités avec le médicament seul. En outre, le médicament lui-même a été retenu dans les deux types de tumeurs pendant une période de temps significativement plus longue. Un taux de rétention aussi élevé signifie qu'une plus petite quantité du médicament très toxique devrait être administrée, réduisant ainsi les effets secondaires.

Les chercheurs ont également découvert que les complexes médicament-nanodiamant n'avaient aucun effet négatif sur le nombre de globules blancs. Ceci est particulièrement important pour le traitement du cancer :si le nombre de globules blancs descend en dessous d'un certain niveau, le traitement est arrêté en raison du risque de complications majeures.

"Les nanodiamants ont une excellente biocompatibilité, et le procédé de formulation de complexes nanodiamant-médicament est très peu coûteux, " a déclaré Edward K. Chow, un stagiaire postdoctoral avec le G.W. Hooper Foundation et l'Université de Californie, San Francisco, et premier auteur de l'article. "Les nanodiamants possèdent de nombreuses caractéristiques d'un système d'administration de médicaments idéal et sont des plates-formes prometteuses pour faire progresser le traitement du cancer."