(Phys.org) -- Expérimenter avec des cellules cancéreuses de la prostate humaines et des souris, Les experts en imagerie du cancer de Johns Hopkins affirment avoir mis au point une méthode pour trouver et tuer les cellules malignes tout en épargnant les cellules saines.
La méthode, appelée imagerie théranostique, cible et suit les thérapies médicamenteuses puissantes directement et uniquement sur les cellules cancéreuses. Il repose sur la liaison d'une forme initialement inactive de chimiothérapie médicamenteuse, avec une enzyme, à des protéines spécifiques sur les surfaces des cellules tumorales et détecter l'absorption du médicament dans la tumeur. La liaison du complexe médicament-protéine hautement spécifique, ou nanoplex, à la surface cellulaire lui permet de pénétrer à l'intérieur de la cellule cancéreuse, où l'enzyme active lentement le médicament tueur de tumeur.
Les chercheurs disent que leurs conclusions, publié dans la revue ACS Nano en ligne le 6 août sont considérés comme les premiers à montrer que les chimiothérapies peuvent être contrôlées avec précision au niveau moléculaire pour maximiser leur efficacité contre les tumeurs, tout en minimisant leurs effets secondaires.
Le chercheur principal de l'étude Zaver Bhujwalla, Doctorat., professeur à la Johns Hopkins University School of Medicine et à son Kimmel Cancer Center, note qu'un problème persistant avec la chimiothérapie actuelle est qu'elle attaque toutes sortes de cellules et de tissus, pas seulement les cancéreux.
Dans les expériences d'imagerie théranostique, supervisé par Bhujwalla et le co-chercheur de l'étude Martin Pomper, MARYLAND., Doctorat., les chercheurs n'ont dirigé les médicaments que sur les cellules cancéreuses, spécifiquement ceux avec un antigène membranaire spécifique de la prostate, ou des protéines de surface cellulaire PSMA.
"Nos résultats montrent une approche d'imagerie non invasive pour suivre et délivrer une thérapie ciblée à tout cancer qui exprime le PSMA, " dit Bhujwalla, qui est également directeur du Johns Hopkins In Vivo Cellular and Molecular Imaging Center (ICMIC), où les études d'imagerie théranostique ont été développées.
Bhujwalla dit que la nouvelle technique fonctionnera potentiellement contre tout cancer dans lequel les tumeurs augmentent la production de certaines protéines de surface cellulaire. Les exemples incluraient les cancers du sein avec les protéines HER-2/neu et CXCR4, et un peu de foie, les cancers du poumon et du rein également connus pour exprimer des protéines particulières. Elle note que le PSMA est exprimé dans les vaisseaux de la plupart des tumeurs solides, suggérant que le nanoplex rapporté dans la dernière étude pourrait être utilisé en général pour imager et traiter une variété de cancers.
Dans leur dernière série d'expériences, principalement chez des souris injectées avec des cellules tumorales prostatiques humaines, Bhujwalla et l'équipe de Johns Hopkins ont testé leur capacité à suivre avec des appareils d'imagerie l'administration de médicaments anticancéreux directement aux tumeurs. Certaines des tumeurs étaient composées de cellules avec PSMA, tandis que d'autres tumeurs dites témoins n'en avaient pas. Le nanoplex de médicament comprenait de petits brins d'ARN, acides de construction cellulaire qui peuvent être utilisés à la place pour bloquer et diminuer la production d'une enzyme bien connue, choline kinase, dont les niveaux augmentent généralement avec la croissance tumorale. Tous les composants du nanoplex ont été imagés à l'intérieur de la tumeur, en plus de diminuer la production de choline kinase, qui a diminué de 80 pour cent dans les 48 heures suivant l'absorption du nanoplex dans les cellules avec beaucoup de PSMA. Lorsque les chercheurs ont utilisé des anticorps pour bloquer l'action du PSMA, le niveau d'absorption de nanoplex et d'activation de médicament dans les cellules cancéreuses a diminué, tel que mesuré par la gradation de l'image.
Différentes concentrations du médicament nanoplex, étiqueté avec des molécules radioactives et fluorescentes, ont été mélangés en laboratoire avec des cellules de tissu cancéreux de la prostate, dont certains avaient un PSMA supplémentaire et d'autres qui n'en avaient pas. Seules les cellules avec un PSMA supplémentaire ont montré une absorption de nanoplex, mesurée par l'intensité de l'image, qui a ensuite diminué lorsque des produits chimiques bloquant le PSMA ont été ajoutés (retour aux niveaux observés dans les cellules avec presque aucun PSMA).
Des expériences supplémentaires impliquant des injections de trois concentrations différentes du nanoplex de médicament n'ont montré aucun dommage aux autres organes vitaux de la souris, comme les reins et le foie, ni aucune augmentation de la réponse du système immunitaire de la souris.
« Notre approche d'imagerie théranostique montre comment les meilleures méthodes de détection et de traitement peuvent être combinées pour former des des formes de chimiothérapie plus puissantes et plus sûres, " dit Pomper, professeur à Johns Hopkins, qui est également directeur associé à l'ICMIC.
Il dit qu'un objectif important pour l'imagerie théranostique est de l'amener au-delà de la chimiothérapie standard qui attaque une molécule cible à la fois. "Avec l'imagerie théranostique, nous pouvons attaquer plusieurs cibles tumorales, rendant plus difficile pour la tumeur d'échapper au traitement médicamenteux, " dit Pomper, qui travaille déjà avec des collègues de Johns Hopkins pour identifier d'autres cibles moléculaires.
