Un mélange de médicaments actuels et de nanoparticules de carbone montre un potentiel pour améliorer le traitement des cancers de la tête et du cou, surtout lorsqu'il est associé à une radiothérapie, selon de nouvelles recherches menées par l'Université Rice et l'Université du Texas MD Anderson Cancer Center.

Le travail ouvre la voie à de nouvelles recherches sur une thérapie adaptée aux besoins de chaque patient. La thérapie utilise des nanoparticules de carbone pour encapsuler les médicaments chimiothérapeutiques et les séquestrer jusqu'à ce qu'ils soient livrés aux cellules cancéreuses qu'ils sont censés tuer.

Un article sur la recherche a été publié ce mois-ci dans la revue American Chemical Society ACS Nano .

La nouvelle stratégie du chimiste Rice James Tour et Jeffrey Myers, professeur de chirurgie de la tête et du cou au MD Anderson, associe le paclitaxel (PTX) et le Cetuximab (Cet) à des clusters de carbone hydrophiles fonctionnalisés au polyéthylène glycol, connu sous le nom de PEG-HCC.

cétuximab, l'agent de ciblage, est un anticorps monoclonal humanisé qui se lie exclusivement au récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR), un récepteur de surface cellulaire surexprimé par 90 pour cent des cancers épidermoïdes de la tête et du cou. Paclitaxel, un agent actif en chimiothérapie, est utilisé pour traiter les poumons, ovaire, cancers du sein et de la tête et du cou. En combinaison, ils ont la capacité de cibler et d'attaquer les cellules cancéreuses.

Parce que le paclitaxel est hydrophobe - il ne se mélange pas à l'eau - les substances sont généralement combinées avec Cremophor EL, un support à base d'huile de ricin qui permet au composé commercialisé sous le nom de Taxol d'être administré par voie intraveineuse aux patients.

Visiter, Myers et leurs associés ont trouvé un moyen simple de mélanger le PTX et le Cetuximab avec des amas de carbone qui adsorbent les ingrédients actifs. Le nouveau composé est hydrosoluble et est plus efficace pour cibler les tumeurs que le Taxol tout en évitant les effets toxiques du paclitaxel et du Cremophor sur les cellules saines adjacentes, ils ont écrit.

« Il est très courant d'administrer des corticoïdes pour limiter la réponse allergique au Cremophor EL, " dit Tour, T.T. et W.F. de Rice Chaire Chao en chimie ainsi que professeur de génie mécanique et science des matériaux et d'informatique.

Tour a déclaré que les éléments Cet/PTX/PEG-HCC se combinent facilement. "Nous montrons dans l'article que lorsque nous prenons du paclitaxel dans nos clusters de carbone hydrophile, nous pouvons les livrer aussi bien que le Taxol commercial.

"Mais vous ne pouvez jamais percer un marché avec quelque chose d'aussi bon que ce qui existe déjà. Vous devez être considérablement meilleur. La beauté de ce que nous faisons est que nous pouvons potentiellement utiliser une quantité beaucoup plus petite du médicament pour la chimiothérapie, la seule suppression du Crémophor est un réel avantage, " il a dit.

Tour a noté un médicament de chimiothérapie récemment approuvé qui combine le paclitaxel avec des nanoparticules d'albumine, Abraxane, montre également la promesse. " ça marche bien, mais il n'a encore qu'environ 10 pour cent du marché après six ou sept ans d'utilisation, " il a dit.

Myers, le professeur distingué Hubert L. et Olive Stringer en recherche sur le cancer au MD Anderson, ladite combinaison de Cet/PTX/PEG-HCC et de radiothérapie dans des tests sur des souris a montré une augmentation significative de la destruction des tumeurs. "Notre hypothèse est que PTX, le médicament de chimiothérapie, sensibilise les cellules cancéreuses aux effets des rayonnements et le Cetuximab/PEG-HCC augmente la délivrance de PTX aux cellules cancéreuses, " il a dit.

Contrairement à Crémophor, Tour a dit, les clusters de carbone améliorés sont non toxiques. Des études de biodistribution et de toxicité ont montré que la "grande majorité" des PEG-HCC sont excrétés par les reins, tandis que des traces dans le foie et la rate des souris testées n'ont montré aucun dommage aux organes.

La stratégie est née de conversations entre Tour et le chimiste Rice et lauréat du prix Nobel Richard Smalley, décédé d'une leucémie en 2005. "J'étais assis avec Rick au MD Anderson pendant qu'il était traité, et nous avons commencé à parler de l'utilisation de particules de carbone pour la livraison en tant que supports à base de carbone.

"Mais nous n'avions rien de précis, " a déclaré Tour. " J'ai commencé à travailler là-dessus sans financement, et peu de temps après le décès de Rick en octobre 2005, J'ai rencontré Jeff Myers."

"Je voulais mettre en place un programme multidisciplinaire pour étudier les thérapies à base de nanoparticules pour le cancer en général, et plus précisément, cancer de la tête et du cou, " Myers a dit. " A l'époque, Le Dr Garth Powis (professeur et président du Département de thérapeutique expérimentale du MD Anderson) m'a dirigé vers le Dr Mauro Ferrari (maintenant président du Methodist Hospital Research Institute et professeur adjoint de bio-ingénierie à Rice), qui m'a finalement mis en contact avec le Dr Tour.

« Son enthousiasme pour la science et sa volonté d'explorer davantage le potentiel des nanoparticules de carbone pour traiter les patients atteints de cancer étaient tout de suite évidents, et nous avons lancé un effort de collaboration qui a été assez productif, " il a dit.

Myers est satisfait de ce que l'équipe a accompli jusqu'à présent. "Ce travail collaboratif a " prouvé le principe " selon lequel les nanoparticules de carbone peuvent être utilisées pour lier de manière non covalente un médicament chimiothérapeutique avec un anticorps de ciblage qui peut délivrer le médicament spécifiquement à une cellule cancéreuse, " at-il dit. " Ce principe pourrait être utilisé pour administrer d'autres médicaments à d'autres types de cellules par le biais d'un ciblage spécifique des récepteurs de surface cellulaire comme méthode d'augmentation du rapport thérapeutique.

"Bien que je ne sois pas un expert dans ces autres domaines, cela pourrait potentiellement avoir des applications dans les maladies infectieuses, troubles neurologiques et maladies cardiovasculaires, " il a dit.

Tour voit le potentiel d'utilisations cliniques des PEG-HCC pour le cancer du cerveau et les lésions cérébrales traumatiques ainsi que la chimiothérapie, mais a reconnu que l'introduction de ces médicaments à usage humain est loin. "Pour faire passer un médicament à travers toutes les différentes phases, y compris les essais, prend généralement 12 à 14 ans et environ 1,25 milliard de dollars, " a-t-il dit. " Cela peut parfois être accéléré par des essais expérimentaux avec des patients qui n'ont pas d'autres options, mais c'est encore long et coûteux."

Toujours, il a déclaré que le nouveau travail est un pas important dans la bonne direction. "Cet article est le point culminant de six années de recherche, " dit-il. " Tout s'est enchaîné. C'est le crescendo, ici."