Une femme sur huit aux États-Unis développera un cancer du sein. De celles, beaucoup subiront une intervention chirurgicale pour enlever la tumeur et nécessiteront une sorte de reconstruction mammaire par la suite, impliquant souvent des implants. Le cancer est une cible insaisissable, bien que, et les cellules malignes reviennent pour jusqu'à un cinquième des femmes diagnostiquées à l'origine, selon l'American Cancer Society.

Serait-il possible de concevoir des matériaux d'implant qui pourraient réduire ce taux de rechute ? Les scientifiques biomédicaux de l'Université Brown rapportent des avancées prometteuses. L'équipe a créé un implant avec une surface de "lit de clous" à l'échelle nanométrique qui dissuade les cellules cancéreuses d'habiter et de prospérer. Fabriqué à partir d'un polymère commun approuvé par le gouvernement fédéral, l'implant est le premier du genre, sur la base d'une revue de la littérature, avec des modifications à l'échelle nanométrique qui entraînent une réduction de l'architecture des vaisseaux sanguins dont dépendent les tumeurs du cancer du sein, tout en attirant des cellules mammaires saines.

"Nous avons créé une surface (implantaire) avec des caractéristiques qui peuvent au moins diminuer les fonctions cellulaires (cancéreuses) sans avoir à utiliser de chimiothérapie, radiation, ou d'autres processus pour tuer les cellules cancéreuses, " a déclaré Thomas Webster, professeur agrégé d'ingénierie et l'auteur correspondant sur l'article en Nanotechnologie . "C'est une surface qui est hospitalière pour les cellules mammaires saines et moins pour les cellules mammaires cancéreuses."

Webster et son laboratoire ont modifié diverses surfaces d'implants pour favoriser la régénération de l'os, cartilage, peau, et d'autres cellules. Dans ce travail, lui et Lijuan Zhang, étudiante en quatrième année de chimie, a cherché à remodeler un implant qui pourrait être utilisé dans la chirurgie de reconstruction mammaire qui non seulement attirerait les cellules saines, mais repousserait également les cellules cancéreuses du sein persistantes. Le duo a créé un moulage sur une plaque de verre en utilisant des billes de polystyrène de 23 nanomètres de diamètre et de l'acide polylactique-co-glycolique (PLGA), un polymère biodégradable approuvé par la FDA et largement utilisé en milieu clinique, comme les points de suture. Le résultat :Un implant dont la surface était recouverte d'adjoints, Boutons de 23 nanomètres de haut. La paire a également créé des surfaces d'implant PLGA avec des pics de 300 nanomètres et 400 nanomètres à des fins de comparaison.

Dans les tests de laboratoire après une journée, les surfaces de pic de 23 nanomètres ont montré une diminution de 15 pour cent de la production d'une protéine (VEGF) dont dépendent les cellules endothéliales du cancer du sein, par rapport à une surface d'implant sans modification de surface. La surface de 23 nanomètres a montré une plus grande réduction de la concentration de VEGF par rapport aux implants modifiés de 300 nanomètres et 400 nanomètres également.

On ne sait pas pourquoi la surface de 23 nanomètres semble mieux fonctionner pour dissuader les cellules cancéreuses du sein. Webster pense que cela pourrait avoir à voir avec la rigidité des cellules mammaires malignes. Lorsqu'ils entrent en contact avec la surface bosselée, ils sont incapables de s'enrouler complètement autour des contours arrondis, les privant de la capacité d'ingérer les nutriments vitaux qui imprègnent la surface.

"C'est comme un lit de clous à leur surface, " a déclaré Webster.

"Je suppose que des pics de surface inférieurs à 23 nanomètres seraient encore mieux, " Webster a ajouté, bien que les billes de polystyrène avec de telles dimensions n'existent pas encore. "Plus vous pouvez pousser cette cellule cancéreuse vers le haut, plus vous l'empêchez d'interagir avec la surface."

Le couple a également découvert que la surface semi-sphérique de 23 nanomètres produisait 15 % de cellules mammaires endothéliales saines en plus par rapport à la surface normale après une journée de tests en laboratoire.

Webster et Zhang prévoient ensuite d'étudier pourquoi les surfaces nanomodifiées dissuadent les cellules mammaires malignes, pour créer des caractéristiques de surface qui donnent de meilleurs résultats, et de déterminer si d'autres matériaux peuvent être utilisés.