Des chercheurs de l'Université de Notre Dame ont conçu des nanoparticules très prometteuses pour le traitement du myélome multiple (MM), un cancer incurable des plasmocytes dans la moelle osseuse.

L'une des difficultés rencontrées par les médecins dans le traitement du MM vient du fait que les cellules cancéreuses de ce type commencent à développer une résistance aux principaux traitements chimiothérapeutiques, doxorubicine, lorsqu'ils adhèrent aux tissus de la moelle osseuse.

"Les nanoparticules que nous avons conçues accomplissent beaucoup de choses à la fois, " dit Başar Bilgiçer, professeur assistant de génie chimique et biomoléculaire et de chimie et biochimie, et un chercheur de l'initiative Advanced Diagnostics and Therapeutics (AD&T) de Notre Dame.

"D'abord, ils réduisent le développement de la résistance à la doxorubicine. Seconde, ils amènent en fait les cellules cancéreuses à consommer activement les nanoparticules chargées de médicament. Troisième, ils réduisent l'effet toxique du médicament sur les organes sains."

Une séquence d'images montrant des cellules de myélome multiple internalisant les nanoparticules modifiées

Les nanoparticules sont recouvertes d'un peptide spécial qui cible un récepteur spécifique à l'extérieur des cellules de myélome multiple. Ces récepteurs font adhérer les cellules au tissu de la moelle osseuse et activent les mécanismes de résistance aux médicaments. Mais grâce à l'utilisation du peptide nouvellement développé, les nanoparticules sont capables de se lier aux récepteurs à la place et empêchent les cellules cancéreuses d'adhérer à la moelle osseuse en premier lieu.

Les particules transportent également le médicament chimiothérapeutique avec elles. Lorsqu'une particule s'attache à une cellule MM, la cellule absorbe rapidement la nanoparticule, et ce n'est qu'alors que le médicament est libéré, provoquant la rupture de l'ADN de la cellule cancéreuse et la mort de la cellule.

"Nos recherches sur des souris montrent que la formulation de nanoparticules réduit l'effet toxique de la doxorubicine sur d'autres tissus, comme les reins et le foie, " ajoute Tanyel Kiziltepe, professeur adjoint de recherche au Département de génie chimique et biomoléculaire et AD&T.

"Nous pensons que d'autres recherches montreront que le cœur est également moins affecté. Cela pourrait réduire considérablement les effets secondaires nocifs de cette chimiothérapie."

Le groupe a dû s'attaquer à trois problèmes importants associés à toutes les thérapies à base de nanoparticules, explique Jonathan Ashley, l'un des principaux chercheurs du projet.

« Il y avait une bio-ingénierie complexe impliquée dans le développement des particules. Nous avons pu contrôler avec précision le nombre de médicaments et d'éléments de ciblage sur chaque nanoparticule, obtenir une distribution homogène de la taille des nanoparticules et éliminer la variabilité d'un lot à l'autre dans la production de particules."

Avant de passer aux essais cliniques humains, l'équipe prévoit d'autres recherches et tests pour améliorer la conception des nanoparticules et trouver la quantité et la combinaison optimales de médicaments de chimiothérapie pour ce nouveau traitement.

La recherche est décrite plus en détail dans une édition récente de Nature's Journal du cancer du sang . Il a été soutenu par un financement de l'Indiana Clinical and Translational Sciences Institute.