Des nanochaînes contenant des médicaments se glissent dans les tumeurs et font exploser un médicament de chimiothérapie dans des noyaux cancéreux difficiles à atteindre, rapport d'ingénieurs et de scientifiques de la Case Western Reserve University.

Dans des tests sur des rats et des souris, la technologie a éliminé beaucoup plus de cellules cancéreuses, inhibe mieux la croissance tumorale et prolonge la vie plus longtemps que la chimiothérapie traditionnelle.

Tout en, le système d'administration ciblé utilisait beaucoup moins de doxorubicine que la quantité utilisée dans la chimiothérapie traditionnelle, sauver les tissus sains de l'exposition toxique.

Le nouveau système d'administration et les résultats sont décrits dans l'édition en ligne du journal de l'American Chemical Society ACS Nano .

« D'autres nanotechnologies ont été utilisées pour introduire un médicament à l'intérieur d'une tumeur, mais une fois que la drogue entre dans la porte, il reste près de la porte, manque la plupart du bâtiment, " dit Efstathios Karathanasis, professeur de génie biomédical et chef de l'équipe de recherche. "Nous avons utilisé un autre type de nanotechnologie pour faire passer le médicament à l'intérieur de la tumeur et faire exploser la bombe, libérant le médicament sous sa forme libre pour se propager dans toute la tumeur."

La clé du nouveau système d'administration est la queue de la bombe à la doxorubicine.

L'équipe de Karathanasis a pris des nanoparticules magnétiques d'oxyde de fer et modifié les surfaces pour qu'elles se lient à la suivante, un peu comme les blocs de construction Lego.

Ils ont lié trois ensemble et chimiquement lié une sphère de liposomes remplie du médicament.

Ils ont ensuite injecté des modèles de rat et de souris avec les nanochaînes, qui ne transportait que 5 à 10 pour cent de la doxorubicine utilisée dans la chimiothérapie standard. Les deux rongeurs sont des modèles de deux souches différentes de ce qu'on appelle le cancer du sein triple négatif, une forme très agressive de cancer qui ne peut être traitée qu'avec une chimiothérapie sévère.

Les chercheurs ont commencé par une forme agressive, croire si la technologie fonctionne sur les cancers les moins traitables, il est susceptible de fonctionner avec d'autres médicaments sur d'autres formes de cancers.

Un jour plus tard, après que les nanochaînes aient glissé de la circulation sanguine et se soient rassemblées dans la tumeur, les chercheurs ont placé une bobine de fil, appelé solénoïde, en dehors des modèles animaux, près de la tumeur. L'électricité passée à travers le solénoïde crée un champ de radiofréquence. Le champ a fait vibrer les queues magnétiques, casser les sphères de liposomes.

Deux semaines après le traitement, la croissance tumorale chez les rats ayant reçu la nouvelle administration de médicament était inférieure à la moitié de celle des rats traités traditionnellement. Chez les rats ayant reçu deux des nouveaux traitements, la croissance tumorale a été réduite à un dixième de celle des rats traités traditionnellement (par exemple la doxorubicine utilisée en clinique ou la doxorubicine liposomale).

Les rats ayant reçu un nouveau traitement ont survécu en moyenne 25 jours et ceux traités deux fois, 46 jours, contre 15 jours pour les rats traités traditionnellement.

Mort cellulaire, appelé apoptose, au sein de la tumeur était au moins 10 fois plus importante après un traitement avec le nouveau système d'administration par rapport au traitement traditionnel.

Les chercheurs ont testé uniquement l'apoptose chez des souris avec une lignée cellulaire triple négative différente. Le nouveau traitement a entraîné une augmentation de près de 4 fois de la mort cellulaire dans la tumeur.

Chez les souris et les rats, le médicament et la mort cellulaire qui en a résulté étaient beaucoup plus largement distribués dans les tumeurs avec la délivrance de nanochaînes.

"Il y a probablement différents mécanismes de croissance dans les différents modèles, ce qui indique que cette technologie fonctionnera probablement dans différents types de cancer, " dit Ruth Keri, professeur agrégé et vice-président du département de pharmacologie de la Case Western Reserve School of Medicine. Keri, qui est également directeur associé pour la recherche fondamentale au Case Comprehensive Cancer Center, aidé à l'enquête.

« C'est une approche vraiment intelligente et nouvelle de la livraison ciblée. Mais, nous avons besoin de beaucoup plus de tests."

Au cours de leurs expérimentations, l'équipe a découvert qu'elle pouvait contrôler la vitesse de libération du médicament en ajustant la radiofréquence utilisée pour faire vibrer la chaîne.

Ils prévoient d'explorer plus avant cette capacité et de tester si le système peut bloquer la capacité de la tumeur à métastaser, qui est la cause la plus fréquente de décès par cancer. Ils optimiseront également le système pour fournir une libération de médicament plus efficace et plus rapide, et évaluer davantage l'effet de la taille et de la forme des nanochaînes sur la circulation sanguine et la pénétration tumorale.