Une nouvelle étude a montré que l'ajout de nanotubes de nitrure de bore à la surface des cellules cancéreuses peut doubler l'efficacité de l'électroporation irréversible, un traitement mini-invasif des tumeurs des tissus mous du foie, poumon, prostate, tête et cou, rein et pancréas. Bien que cette recherche n'en soit qu'à ses débuts, cela pourrait un jour conduire à de meilleures thérapies contre le cancer.

L'étude a été réalisée par des chercheurs en Italie à l'Institut des sciences de la vie, Scuola Superiore Sant'Anna à Pise avec des BNNT fournis par des chercheurs du Langley Research Center de la NASA, le Thomas Jefferson National Accelerator Facility du ministère de l'Énergie et le National Institute of Aerospace.

L'électroporation irréversible est une nouvelle thérapie pour les cancers des tissus mous difficiles à traiter. Il est proposé dans de nombreux centres de traitement du cancer à travers les États-Unis, et est à l'étude pour son efficacité sur une grande variété de cancers spécifiques. Des chercheurs de l'Institut des sciences de la vie ont commencé à expérimenter avec les BNNT pour voir si les nanotubes pouvaient rendre le traitement plus efficace.

"L'électroporation irréversible est un moyen de percer la paroi d'une cellule tumorale, " a déclaré Michael W. Smith, scientifique en chef au BNNT, LLC et anciennement membre du personnel scientifique du Langley Research Center de la NASA.

Smith a expliqué que lorsqu'un trou de taille appropriée est fait dans la paroi d'une cellule, la cellule réagit de façon prévisible. Bien que le mécanisme exact n'ait pas été identifié, les chercheurs soupçonnent qu'un tel trou pourrait déclencher le suicide cellulaire. "La cellule ira littéralement, Oh, quelque chose ne va vraiment pas, et se suicider. C'est ce qu'on appelle l'apoptose, " il ajouta.

Smith a lu les essais du chercheur italien avec les BNNT dans un journal, et il a offert aux chercheurs un échantillon des BNNT Jefferson Lab/NASA Langley/NIA de très haute qualité. Ces BNNT sont très cristallins et ont un petit diamètre. Structurellement, ils contiennent également peu de murs avec des défauts minimes, et sont très longs et très flexibles.

Les chercheurs italiens ont d'abord suspendu les BNNT dans du glycol-chitosane, une sorte de solution de bio-savon, et a soufflé les tubes avec des ondes sonores pour les couper en morceaux plus petits. La solution, contenant des quantités variables de BNNT, a ensuite été déposé sur des grappes de cellules de carcinome épithélial humain (également appelées cellules HeLa) en laboratoire pour voir si les BNNT à eux seuls tueraient les cellules. Les chercheurs ont déterminé la quantité de BNNT qui a tué environ 25 pour cent des cellules cancéreuses en 24 heures.

Les chercheurs ont ensuite exposé les cellules HeLa à cette quantité de BNNT en solution et ont zappé les cellules avec 160 volts d'électricité, qui était la tension suggérée par le fournisseur de l'appareil d'électroporation et correspond à un champ électrique de 800 volts par centimètre. Les chercheurs ont également traité des cellules cancéreuses non exposées avec la même tension.

Ils ont découvert que la méthode de traitement par électroporation irréversible tuait deux fois plus de cellules cancéreuses avec des BNNT (88 pour cent) à la surface des cellules que sans (40 pour cent).

« Ils ont pu obtenir, dans une boîte de Pétri, plus du double de l'efficacité. Donc, cette technique fonctionne deux fois mieux avec nos nanotubes sur les cellules que sans eux. C'est une grosse affaire, parce que vous pouvez soit utiliser beaucoup moins de tension, soit tuer beaucoup plus de cellules, " dit Smith.

Smith et son collègue, Kévin Jordan, un ingénieur du personnel de Jefferson Lab et ingénieur en chef au BNNT, SARL, a déclaré que les BNNT ont une longue liste d'utilisations potentielles.

"Les chercheurs en technologie disent que ces nanotubes ont des applications énergétiques, applications médicales et applications aérospatiales, ", a déclaré Jordan.

Les chercheurs tentent maintenant d'augmenter le processus de production, tout en améliorant la pureté des BNNT. Leur objectif est de pouvoir produire des quantités massives de tubes pour explorer toute la gamme des applications potentielles.

Par exemple, les chercheurs italiens auront besoin de plus de BNNT de haute qualité pour poursuivre leurs études chez la souris. Passer à cette prochaine étape est prometteur, mais la recherche n'en est qu'à ses débuts, et il reste encore un long chemin à parcourir avant que la technique ne soit envisagée pour une utilisation en clinique pour traiter le cancer.

Des chercheurs du Langley Research Center de la NASA, le Thomas Jefferson National Accelerator Facility du ministère de l'Énergie et le National Institute of Aerospace ont créé une nouvelle technique pour synthétiser des nanotubes de nitrure de bore (BNNT) de haute qualité. La méthode vapeur/condenseur sous pression (PVC) a été développée avec le laser à électrons libres de Jefferson Lab et a ensuite été perfectionnée à l'aide d'un laser de soudage commercial. Dans cette technique, le faisceau laser frappe une cible à l'intérieur d'une chambre remplie d'azote gazeux. Le faisceau vaporise la cible, formant un panache de bore gazeux. Un condensateur, un fil métallique refroidi, est inséré dans le panache de bore. Le condenseur refroidit la vapeur de bore au passage, provoquant la formation de gouttelettes de bore liquide. Ces gouttelettes se combinent avec l'azote pour s'auto-assembler en BNNT.

La recherche a été publiée en ligne avant impression dans la revue Technologie dans la recherche et le traitement du cancer .