Des chercheurs de l'Université nationale de Singapour (NUS) du département de bio-ingénierie de la Faculté d'ingénierie ont découvert une nouvelle technologie qui ouvre la voie à une nouvelle méthode sûre et non invasive de traitement du cancer profond. Dirigé par le professeur agrégé Zhang Yong, l'équipe a jusqu'à présent, prouvé que leur technologie pouvait inhiber la croissance tumorale et contrôler l'expression des gènes chez la souris. Il s'agit d'une première mondiale pour l'utilisation de nanoparticules pour la thérapie photodynamique non invasive du cancer profond.

Les conclusions de l'équipe ont été publiées en ligne dans Médecine naturelle le lundi, 17 septembre 2012.

L'équipe a découvert un moyen de contrôler l'expression des gènes en utilisant des nanoparticules capables de convertir la lumière proche infrarouge (NIR) en lumière visible ou UV. Ces nanoparticules peuvent être introduites dans des sites cibles du patient, pour faire leur bon travail.

Les gènes libèrent certaines protéines dans notre corps pour s'assurer que notre « machine » interne fonctionne bien et que nous restons en bonne santé. Cependant, parfois, le processus peut mal tourner et provoquer un dysfonctionnement de notre corps, conduisant à diverses maladies. Mais les médecins peuvent y remédier en manipulant le processus de gène
expression en utilisant la lumière UV. Cependant, La lumière UV peut causer plus de mal que de bien.

Professeur associé Zhang, le chef d'équipe, a dit:"NIR, en plus d'être non toxique, est également capable de pénétrer plus profondément dans nos tissus. Lorsque le NIR atteint les endroits souhaités dans le corps du patient, les nanoparticules que nous avons inventées, sont capables de reconvertir le NIR en lumière UV (conversion ascendante) pour activer efficacement les gènes de la manière souhaitée - en contrôlant la quantité de protéines exprimées à chaque fois, quand cela devrait avoir lieu, ainsi que combien de temps cela devrait avoir lieu.

Les résultats de cette étude ont déjà été publiés dans Actes de l'Académie nationale des sciences en mai 2012.

Comme les nanoparticules à conversion ascendante peuvent également être utilisées pour produire de la lumière visible, l'équipe a étendu son application à d'autres thérapies basées sur la lumière. La luminothérapie conventionnelle pour traiter les tumeurs utilise la lumière visible pour activer des médicaments sensibles à la lumière qui peuvent tuer les cellules cancéreuses. Cependant, une telle lumière visible n'est pas suffisamment pénétrante pour atteindre les tumeurs profondes. La méthode de l'équipe qui utilise le NIR est capable de pénétrer beaucoup plus profondément. Les résultats de l'équipe viennent d'être publiés en ligne dans Nature Medicine.

Leur nouvelle utilisation de nanoparticules a fait l'actualité en 2010. Recouvert de silice mésoporeuse, ces particules sont chacune chargées d'effectuer une « conversion ascendante ». Leur article "Multicolour Core Shell-Structured Up-conversion Fluorescent Nanoparticles" a été publié dans Advanced Materials en décembre 2008. C'était l'un des articles les plus cités en raison de sa pertinence dans la science d'aujourd'hui.

"En utilisant nos nanoparticules, les médicaments peuvent être activés par la lumière NIR qui est sans danger. La lumière est également capable de pénétrer plus profondément dans les tissus pour traiter les cellules malades, " a déclaré le professeur Assoc Zhang.

Co-auteur de l'article, Le doctorant M. Muthu Kumara Gnananasammandhan a ajouté que ce qu'ils ont développé est une technologie de plate-forme qui peut être personnalisée pour un large éventail d'applications. Par exemple, en plus de la thérapie photodynamique, leur innovation peut également être utilisée pour la bio-imagerie où les nanoparticules peuvent être attachées à des biomarqueurs, qui s'attacheront ensuite aux cellules cancéreuses, permettant une meilleure imagerie des tumeurs et des cellules cancéreuses.

L'équipe de six membres comprend des chercheurs des facultés d'ingénierie et des sciences, ainsi que l'école de médecine NUS Yong Loo Lin.

L'équipe est actuellement en collaboration avec des chercheurs du National Cancer Center de Singapour pour poursuivre un projet financé par l'Agence pour la science, Technology and Research (A*STAR) qui évaluera la sécurité et l'efficacité de la technologie pour ouvrir la voie à des essais cliniques pilotes à l'avenir.